แผนภาพการเชื่อมต่อสำหรับบอร์ดสมดุล PCB BMS BMS - ตรวจสอบตัวควบคุมการป้องกันแบตเตอรี่

ยอดดู: 53069

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แบตเตอรี่ที่เรียกว่า "อัจฉริยะ" หรืออีกนัยหนึ่งคือแบตเตอรี่อัจฉริยะ ได้รับความนิยม แบตเตอรี่ของกลุ่มนี้มีการติดตั้งไมโครโปรเซสเซอร์ซึ่งไม่เพียงแต่สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลกับเครื่องชาร์จเท่านั้น แต่ยังควบคุมการทำงานของแบตเตอรี่และแจ้งให้ผู้ใช้ทราบถึงระดับประสิทธิภาพอีกด้วย แบตเตอรี่ที่ติดตั้งระบบควบคุมอัจฉริยะเฉพาะทางถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์ไฟฟ้าทางเทคนิคที่หลากหลาย รวมถึงยานพาหนะไฟฟ้า เป็นที่น่าสังเกตว่ากลุ่มของแบตเตอรี่อัจฉริยะประกอบด้วยแบตเตอรี่ที่มีลิเธียมเป็นส่วนใหญ่ แม้ว่าแบตเตอรี่ตะกั่วกรดและนิกเกิลแคดเมียมแบบปิดผนึกหรือระบายอากาศก็พบได้ด้วยเช่นกัน

แบตเตอรี่อัจฉริยะมีราคาแพงกว่าอย่างน้อย 25% แบตเตอรี่ปกติ- อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่อัจฉริยะไม่เพียงแตกต่างกันในด้านราคาตามที่คนส่วนใหญ่คิด แต่ยังรวมถึงคุณสมบัติของอุปกรณ์ควบคุมที่มาพร้อมกับแบตเตอรี่ด้วย ส่วนหลังรับประกันการระบุประเภทของแบตเตอรี่ด้วยเครื่องชาร์จ ตรวจสอบอุณหภูมิ แรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า และสถานะการชาร์จของแบตเตอรี่ ส่วนสำคัญของโมดูลแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีระบบตรวจสอบและควบคุมในตัว ( บีเอ็มเอส) ซึ่งมีหน้าที่รับผิดชอบเกี่ยวกับสภาพของแบตเตอรี่และจัดการในลักษณะที่จะเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของแบตเตอรี่ให้สูงสุดภายใต้สภาวะต่างๆ

เรามาดูกันดีกว่าว่ามันคืออะไร แบตเตอรี่สะสมด้วยบีเอ็มเอส แบตเตอรี่อัจฉริยะคือแบตเตอรี่ที่ติดตั้งชิปพิเศษซึ่งมีการตั้งโปรแกรมข้อมูลถาวรและชั่วคราว ข้อมูลถาวรได้รับการตั้งโปรแกรมไว้ที่โรงงานและไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้: ข้อมูลเกี่ยวกับซีรีส์การผลิต BMS, เครื่องหมาย, ความเข้ากันได้กับประเภทของแบตเตอรี่, แรงดันไฟฟ้า, ขีดจำกัดแรงดันไฟฟ้าสูงสุดและต่ำสุด, ขีดจำกัดอุณหภูมิ ข้อมูลชั่วคราวคือข้อมูลที่มีการอัปเดตเป็นระยะ ซึ่งรวมถึงข้อกำหนดในการปฏิบัติงานและข้อมูลผู้ใช้เป็นหลัก ตามกฎแล้วเป็นไปได้ที่จะเชื่อมต่อระบบควบคุมและปรับสมดุลเข้ากับคอมพิวเตอร์หรือคอนโทรลเลอร์เพื่อตรวจสอบสภาพของแบตเตอรี่และควบคุมพารามิเตอร์ BMS บางรุ่นสามารถปรับแต่งได้ ประเภทต่างๆแบตเตอรี่ (ระดับแรงดันไฟฟ้า ค่าปัจจุบัน ความจุ)

ระบบการจัดการแบตเตอรี่ (BMS) – ระบบอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งควบคุมกระบวนการชาร์จ/คายประจุของแบตเตอรี่ รับผิดชอบด้านความปลอดภัยในการทำงาน ตรวจสอบสภาพของแบตเตอรี่ และประเมินข้อมูลประสิทธิภาพรอง

BMS (ระบบการจัดการแบตเตอรี่)– เป็นกระดานอิเล็กทรอนิกส์ที่วางอยู่บนแบตเตอรี่เพื่อควบคุมกระบวนการชาร์จ/คายประจุ ตรวจสอบสภาพของแบตเตอรี่และส่วนประกอบต่างๆ ควบคุมอุณหภูมิ จำนวนรอบการชาร์จ/คายประจุ และปกป้องส่วนประกอบต่างๆ ของแบตเตอรี่ ระบบควบคุมและปรับสมดุลให้การควบคุมแรงดันไฟฟ้าและความต้านทานของส่วนประกอบแบตเตอรี่แต่ละส่วนแยกกัน กระจายกระแสระหว่างส่วนประกอบของแบตเตอรี่ในระหว่างกระบวนการชาร์จ ควบคุมกระแสคายประจุ กำหนดการสูญเสียความจุจากความไม่สมดุล และรับประกันการเชื่อมต่อ/การตัดการเชื่อมต่ออย่างปลอดภัย ของภาระ

จากข้อมูลที่ได้รับ BMS จะทำการปรับสมดุลการชาร์จของเซลล์ ปกป้องแบตเตอรี่จากการลัดวงจร กระแสเกิน ประจุเกิน ดิสชาร์จเกิน (แรงดันไฟฟ้าสูงและต่ำเกินไปของแต่ละเซลล์) ความร้อนสูงเกินไป และอุณหภูมิต่ำกว่าปกติ ฟังก์ชั่น BMS ไม่เพียงแต่ช่วยปรับปรุงการทำงานของแบตเตอรี่เท่านั้น แต่ยังช่วยยืดอายุการใช้งานให้สูงสุดอีกด้วย เมื่อตรวจพบสภาวะวิกฤตของแบตเตอรี่ ระบบจัดการแบตเตอรี่จะตอบสนองตามนั้นโดยการห้ามการใช้แบตเตอรี่ในระบบไฟฟ้า - การปิดแบตเตอรี่ BMS บางรุ่นมีความสามารถในการรักษาการลงทะเบียน (การบันทึกข้อมูล) เกี่ยวกับการทำงานของแบตเตอรี่และการถ่ายโอนไปยังคอมพิวเตอร์ในภายหลัง

แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต (เรียกว่า LiFePO4) ซึ่งเหนือกว่าเทคโนโลยีแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนอื่นๆ อย่างมากในแง่ของความปลอดภัย ความเสถียร และประสิทธิภาพ ยังมาพร้อมกับวงจรควบคุม BMS อีกด้วย ความจริงก็คือแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตมีความไวต่อการชาร์จไฟมากเกินไปรวมถึงการคายประจุต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด เพื่อลดความเสี่ยงที่จะเกิดความเสียหายต่อเซลล์แบตเตอรี่แต่ละเซลล์และความล้มเหลวของแบตเตอรี่โดยรวม แบตเตอรี่ LiFePO4 ทั้งหมดได้รับการติดตั้งอุปกรณ์พิเศษ วงจรอิเล็กทรอนิกส์การปรับสมดุล – ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS)

แรงดันไฟฟ้าในแต่ละเซลล์ที่รวมกันเป็นแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตจะต้องอยู่ภายในขีดจำกัดที่กำหนดและเท่ากัน สถานการณ์เช่นนี้ความจุที่เท่ากันของเซลล์ทั้งหมดที่ประกอบเป็นแบตเตอรี่ก้อนเดียวนั้นเกิดขึ้นได้ยาก แม้แต่ความแตกต่างเล็กน้อยเพียงสองสามเสี้ยวของแอมแปร์-ชั่วโมงก็สามารถกระตุ้นให้เกิดความแตกต่างเพิ่มเติมในระดับแรงดันไฟฟ้าในระหว่างกระบวนการชาร์จ/คายประจุได้ ความแตกต่างในระดับการชาร์จ/คายประจุของเซลล์ของแบตเตอรี่ LiFePO4 หนึ่งก้อนค่อนข้างอันตราย เนื่องจากสามารถทำลายแบตเตอรี่ได้

เมื่อเซลล์เชื่อมต่อแบบขนานแรงดันไฟฟ้าในแต่ละเซลล์จะเท่ากันโดยประมาณ: องค์ประกอบที่มีประจุมากขึ้นจะสามารถดึงเซลล์ที่มีประจุน้อยกว่าออกมาได้ ด้วยการเชื่อมต่อแบบอนุกรม การกระจายประจุที่สม่ำเสมอระหว่างเซลล์จะไม่เกิดขึ้น ส่งผลให้องค์ประกอบบางส่วนยังคงมีประจุต่ำเกินไป ในขณะที่องค์ประกอบอื่นๆ ถูกชาร์จใหม่ และแม้ว่าแรงดันไฟฟ้ารวมเมื่อสิ้นสุดกระบวนการชาร์จจะใกล้เคียงกับอุดมคติ เนื่องจากการชาร์จไฟเกินเล็กน้อยของเซลล์บางเซลล์ในแบตเตอรี่ กระบวนการทำลายล้างที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ก็จะเกิดขึ้น ระหว่างการใช้งาน แบตเตอรี่ไม่ได้ให้ความจุที่ต้องการ และเนื่องจากการกระจายประจุที่ไม่สม่ำเสมอ ทำให้ใช้งานไม่ได้อย่างรวดเร็ว เซลล์ที่มีระดับการชาร์จต่ำที่สุดจะกลายเป็น "จุดอ่อน" ของแบตเตอรี่: เซลล์เหล่านี้จะยอมจำนนต่อการคายประจุอย่างรวดเร็วในขณะที่เซลล์แบตเตอรี่ที่มีความจุมากขึ้นจะผ่านวงจรการคายประจุเพียงบางส่วนเท่านั้น

วิธีการปรับสมดุลช่วยให้คุณหลีกเลี่ยงกระบวนการทำลายล้างในแบตเตอรี่ ระบบควบคุมและปรับสมดุลเซลล์ BMS ช่วยให้มั่นใจได้ว่าเซลล์ทั้งหมดได้รับแรงดันไฟฟ้าเท่ากันเมื่อสิ้นสุดการชาร์จ เมื่อกระบวนการชาร์จใกล้จะสิ้นสุด BMS จะดำเนินการปรับสมดุลโดยการแบ่งเซลล์ที่มีประจุหรือถ่ายโอนพลังงานขององค์ประกอบที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงกว่าไปยังองค์ประกอบที่มีแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า ต่างจากการปรับสมดุลแบบแอคทีฟตรงที่มีการปรับสมดุลแบบพาสซีฟ เซลล์ที่ชาร์จประจุใหม่เกือบหมดจะได้รับกระแสไฟฟ้าน้อยลงหรือถูกแยกออกจากกระบวนการชาร์จจนกว่าเซลล์แบตเตอรี่ทั้งหมดจะมีระดับแรงดันไฟฟ้าเท่ากัน ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) ให้ความสมดุล การควบคุมอุณหภูมิ และฟังก์ชันอื่นๆ เพื่อยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่

โดยทั่วไป ร้านค้าจะขายแบตเตอรี่สำเร็จรูปพร้อมระบบ BMS แต่ร้านค้าและบริษัทบางแห่งยังคงให้โอกาสในการซื้อส่วนประกอบแบตเตอรี่แยกต่างหาก บริษัท Elektra ก็เป็นหนึ่งในนั้น Electra เป็นบริษัทแรกในยูเครนที่ตัดสินใจจัดหาและสร้างตลาดสำหรับเซลล์แบตเตอรี่ การประกอบตัวเองและการออกแบบแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต (LiFePO4) ในประเทศของเรา ข้อได้เปรียบหลักของการประกอบแบตเตอรี่ด้วยตนเองจากเซลล์แต่ละเซลล์คือความเป็นไปได้ที่จะได้รับชุดแบตเตอรี่สำเร็จรูปที่ใกล้เคียงกับความต้องการของผู้ใช้มากที่สุดในแง่ของพารามิเตอร์การทำงานและความจุ เมื่อซื้อส่วนประกอบสำหรับประกอบแบตเตอรี่ LiFePO4 สิ่งสำคัญคือต้องใส่ใจไม่เพียงแต่ความสอดคล้องของเซลล์แบตเตอรี่เท่านั้น แต่ยังต้องดูพารามิเตอร์ BMS ด้วย: แรงดันไฟฟ้า กระแสคายประจุ จำนวนเซลล์ที่ได้รับการออกแบบ . การใช้งานแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตยังต้องใช้เครื่องชาร์จที่ตรงกับประเภทของแบตเตอรี่เท่านั้น แรงดันไฟฟ้าควรเท่ากับแรงดันไฟฟ้ารวมของแบตเตอรี่

24v 36v 48v 60v

วัตถุประสงค์หลักของการใช้ BMS (BatteryManagementSystem) เป็นตัวควบคุมแบตเตอรี่:

การป้องกันเซลล์แบตเตอรี่และแบตเตอรี่ทั้งหมดจากความเสียหาย

อายุการใช้งานแบตเตอรี่เพิ่มขึ้น

การบำรุงรักษาแบตเตอรี่ให้อยู่ในสภาพที่สามารถทำงานทั้งหมดที่ได้รับมอบหมายให้อยู่ในขอบเขตสูงสุดที่เป็นไปได้

ฟังก์ชั่นBMS (ระบบจัดการแบตเตอรี่)

1. การตรวจสอบสภาพของเซลล์แบตเตอรี่ในแง่ของ:

- แรงดันไฟฟ้า:แรงดันไฟฟ้ารวม, แรงดันไฟฟ้าแต่ละเซลล์, แรงดันไฟฟ้าของเซลล์ต่ำสุดและสูงสุด;

- อุณหภูมิ:อุณหภูมิเฉลี่ย, อุณหภูมิอิเล็กโทรไลต์, อุณหภูมิทางออก, อุณหภูมิของเซลล์แบตเตอรี่แต่ละเซลล์, แผง บีเอ็มเอส(โดยปกติแล้วบอร์ดอิเล็กทรอนิกส์จะมีเซ็นเซอร์อุณหภูมิภายในที่ตรวจสอบอุณหภูมิของอุปกรณ์ควบคุมและเซ็นเซอร์ภายนอกที่ใช้เพื่อตรวจสอบอุณหภูมิของส่วนประกอบแบตเตอรี่เฉพาะ)

- ประจุและความลึกของการปล่อย

- กระแสประจุ/คายประจุ

- ความสามารถในการให้บริการ

ระบบควบคุมและปรับสมดุลเซลล์สามารถจัดเก็บไว้ในหน่วยความจำ เช่น จำนวนรอบการชาร์จ/การคายประจุ แรงดันไฟฟ้าสูงสุดและต่ำสุดของเซลล์ ค่ากระแสประจุและประจุสูงสุดและต่ำสุด ข้อมูลนี้ช่วยให้คุณสามารถระบุสถานะสุขภาพของแบตเตอรี่ได้

การชาร์จที่ไม่เหมาะสมเป็นสาเหตุหนึ่งที่พบบ่อยที่สุดของความล้มเหลวของแบตเตอรี่ ดังนั้นการควบคุมการชาร์จจึงเป็นหนึ่งในฟังก์ชันหลักของไมโครคอนโทรลเลอร์ BMS

2. คอมพิวเตอร์ทางปัญญาจากประเด็นข้างต้น BMS จะทำการประเมิน:

กระแสไฟชาร์จสูงสุดที่อนุญาต

กระแสไฟที่อนุญาตสูงสุดที่อนุญาต

ปริมาณพลังงานที่จ่ายไปเนื่องจากการชาร์จหรือการสูญเสียระหว่างการคายประจุ

ความต้านทานของเซลล์ภายใน

เวลาใช้งานทั้งหมดของแบตเตอรี่ระหว่างการใช้งาน (จำนวนรอบการทำงานทั้งหมด)

3. เชื่อมต่อแล้ว BMS สามารถส่งข้อมูลข้างต้นไปยังอุปกรณ์ควบคุมภายนอกผ่านการสื่อสารแบบมีสายหรือไร้สาย

4. ป้องกัน. BMS ปกป้องแบตเตอรี่โดยป้องกันไม่ให้เกินขีดจำกัดการทำงานที่ปลอดภัย BMS รับประกันความปลอดภัยของการเชื่อมต่อ/การตัดการเชื่อมต่อโหลด การควบคุมโหลดที่ยืดหยุ่น ปกป้องแบตเตอรี่จาก:

กระแสเกิน;

แรงดันไฟฟ้าเกิน (ระหว่างการชาร์จ);

แรงดันไฟฟ้าลดลงต่ำกว่าระดับที่อนุญาต (ระหว่างการคายประจุ)

ความร้อนสูงเกินไป;

อุณหภูมิร่างกายต่ำ;

กระแสไฟรั่ว.

BMS สามารถป้องกันกระบวนการที่เป็นอันตรายต่อแบตเตอรี่โดยส่งผลกระทบโดยตรงหรือโดยการส่งสัญญาณที่เหมาะสมเกี่ยวกับความเป็นไปไม่ได้ของการใช้แบตเตอรี่ในภายหลังไปยังอุปกรณ์ควบคุม (ตัวควบคุม) ระบบตรวจสอบอัจฉริยะ (BMS) จะตัดการเชื่อมต่อแบตเตอรี่จากโหลดหรือเครื่องชาร์จ เมื่อพารามิเตอร์การทำงานอย่างน้อยหนึ่งตัวอยู่นอกเหนือช่วงที่อนุญาต

5. การปรับสมดุลการปรับสมดุลเป็นวิธีการกระจายประจุอย่างเท่าเทียมกันในทุกเซลล์ของแบตเตอรี่ ซึ่งจะช่วยยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ให้สูงสุด

BMS ป้องกันการชาร์จไฟมากเกินไป การชาร์จไฟน้อยเกินไป และการคายประจุที่ไม่สม่ำเสมอของเซลล์แบตเตอรี่แต่ละเซลล์:

โดยการ "สับเปลี่ยน" พลังงานจากเซลล์ที่มีประจุมากที่สุดไปยังเซลล์ที่มีประจุน้อยกว่า (การปรับสมดุลแบบแอคทีฟ)

ลดเหลือพอเพียง. ระดับต่ำการไหลของกระแสไปยังเซลล์ที่ชาร์จเกือบเต็ม ในเวลาเดียวกันกับที่เซลล์แบตเตอรี่ที่ชาร์จน้อยกว่ายังคงได้รับตามปกติ กำลังชาร์จปัจจุบัน(หลักการบายพาส)

ให้กระบวนการชาร์จแบบแยกส่วน

โดยควบคุมกระแสไฟขาออกของเซลล์แบตเตอรี่ที่เชื่อมต่อกับอุปกรณ์ไฟฟ้า

เพื่อป้องกันบอร์ด BMS จาก ผลกระทบเชิงลบความชื้นและฝุ่นถูกเคลือบด้วยกาวอีพ็อกซี่ชนิดพิเศษ

แบตเตอรี่ไม่ได้มีระบบควบคุมและปรับสมดุลเพียงระบบเดียวเสมอไป บางครั้ง แทนที่จะใช้บอร์ด BMS เพียงตัวเดียวที่เชื่อมต่อผ่านสายเอาท์พุตไปยังแบตเตอรี่และตัวควบคุม มีการใช้บอร์ดอิเล็กทรอนิกส์ควบคุมหลายตัวที่เชื่อมต่อถึงกัน ซึ่งแต่ละบอร์ดจะควบคุมเซลล์จำนวนหนึ่งและส่งข้อมูลเอาต์พุตให้กับคอนโทรลเลอร์ตัวเดียว

จากมุมมองเชิงปฏิบัติ BMS สามารถทำงานได้มากกว่าการจัดการแบตเตอรี่ บางครั้งระบบอิเล็กทรอนิกส์นี้อาจมีส่วนร่วมในการตรวจสอบพารามิเตอร์การทำงานของระบบไฟฟ้า ยานพาหนะและดำเนินการที่เหมาะสมเพื่อจัดการมัน พลังงานไฟฟ้า- หากแบตเตอรี่มีส่วนร่วมในระบบนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่เมื่อเบรกรถยนต์ไฟฟ้า BMS ยังสามารถควบคุมกระบวนการชาร์จแบตเตอรี่ระหว่างการลดความเร็วและการลงได้

บอร์ดนี้ถูกเก็บซ่อนไว้เป็นเวลานานจนกระทั่งมีโอกาสได้ใช้งานตามวัตถุประสงค์ที่ตั้งใจไว้ หากคุณชอบไดอะแกรมและเครื่องมือก็จะน่าสนใจ

ถ้าใครจำได้ผมมีไขควงแปลงอยู่ครับ
เป็นเวลามากกว่า 2 ปีที่ทำงานอย่างแข็งขันและสม่ำเสมอโดยคายประจุและชาร์จ 40 ครั้ง
จนเขาโอเวอร์โหลดเองอย่างหนัก จึงทำรูระบายอากาศใน OSB ด้วยเม็ดมะยมขนาด 102 มม. แทบจะถือเครื่องมือด้วยมือทั้งสองข้างเลย :)


ไขควงแบบมีสายก็ไม่สามารถรับมือกับงานนี้ได้ และไม่มีสว่านที่ทรงพลังอยู่ในมือ ผลที่ได้คือแบตเตอรี่ก้อนหนึ่งไม่สามารถทนต่อการใช้งานในทางที่ผิดและเกิดการแตกหักได้ เลย :(
หลังจากแยกชิ้นส่วนแบตเตอรี่บางส่วน ปรากฎว่าแถบอลูมิเนียมที่สัมผัสกับม้วนไหม้หมด ฉันไม่รู้จะซ่อมแบตเตอรี่ยังไง :(




เครื่องมือนี้มีความจำเป็นเร่งด่วน ดังนั้นความคิดแรกคือซื้อแบตเตอรี่ LiMn2O4 ขนาด 26650 ก้อนเดียวกันและกู้คืนก้อนแบตเตอรี่อย่างรวดเร็ว แต่ไม่พบแบตเตอรี่ชนิดเดียวกันในร้านค้า สั่งจากจีนรอนานมาก...
นอกจากนี้ ฉันตัดสินใจเพิ่มบอร์ดป้องกัน BMS ให้กับตัวเครื่องเพื่อป้องกันไม่ให้เกิดเหตุการณ์เช่นนี้อีก แต่ปัญหาคือไม่มีพื้นที่ว่างในชุดแบตเตอรี่อย่างแน่นอน :(
กล่าวโดยสรุปคือฉันซื้อ SONY US18650VTC4 กระแสสูงที่มีราคาไม่แพงนัก (2100mAh 30A สูงสุด 60A) ราคา 750 รูเบิลสำหรับ 3 ชิ้นซึ่งแพงกว่าการสั่งซื้อจากจีนเล็กน้อย แต่ที่นี่และตอนนี้! เอามา
แน่นอนว่าความจุ 2100 mAh นั้นน้อยกว่ารุ่น 3500 mAh เดิมอย่างเห็นได้ชัด แต่ยังไงก็รอด คุณยังเหนื่อยเร็วกว่าที่ปล่อยออกมา ในช่วงพักสูบบุหรี่และทานอาหารว่างครั้งต่อไป คุณสามารถชาร์จใหม่ได้ โดยเฉพาะตอนนี้ฉันจะชาร์จด้วยที่ชาร์จใหม่ที่มีกระแสไฟสูง :)
ฉันตรวจสอบแบตเตอรี่ 26650 3500mAh สองก้อนที่เหลือซึ่งก่อนหน้านี้ใช้งานได้กับความจุคงเหลือ - ฉันได้ 3140mAh ความจุที่ลดลง 10% ถือว่าค่อนข้างยอมรับได้ และแบตเตอรี่ยังสามารถนำไปใช้ที่ไหนสักแห่งได้

เนื่องจากต้นทุนต่ำและมีบาลานเซอร์ในตัว จึงสามารถติดตั้งแผงป้องกันเข้ากับชุดแบตเตอรี่ของเครื่องมือไฟฟ้าได้โดยตรง บอร์ดไม่มีฟังก์ชั่นการชาร์จ
เครื่องหมายบอร์ด HX-3S-FL25A-A
ก่อนหน้านี้เคยมีการวิจารณ์บอร์ดนี้โดยย่อ เช่น ที่นี่

ขนาดของบอร์ดตรงกับขนาด 56x45 มม. ที่ระบุ อย่างไรก็ตาม ความหนา 4 มม. นั้นมากกว่าขนาด 1.2 มม. ที่ระบุไว้อย่างมาก โปรดคำนึงถึงข้อนี้ด้วย
แบ่งประกอบจากสอง ตัวต้านทานแบบ SMDขนาน 5 mOhm (รวม 2.5 mOhm)
การสับเปลี่ยนลวดยังคงรักษาการโอเวอร์โหลดได้อย่างน่าเชื่อถือมากขึ้น ซึ่งเห็นได้ชัดว่าช่วยประหยัดได้เล็กน้อย แต่ตัวต้านทานจะแบนและไม่ยื่นออกมา
คนงานภาคสนามยืนขนานกัน 4 ชิ้นต่อครั้ง


มีการประกอบสมดุลบนฐาน แรงดันไฟฟ้าสมดุลที่กำหนดคือ 4.20V
กระแสไฟสมดุลได้รับการแก้ไขที่ 42mA (4.20V/100Ohm=42mA) ซึ่งเพียงพอสำหรับแบตเตอรี่ที่มีความจุไม่มาก
การปรับสมดุลทำงานอย่างต่อเนื่องและโดยไม่คำนึงถึงรูปแบบการป้องกัน ตราบใดที่แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่เกิน 4.20V แบตเตอรี่จะเชื่อมต่ออยู่ ความต้านทานโหลด 100 โอห์มจนกระทั่งคายประจุเป็น 4.20V

หากต้องการ บอร์ดนี้สามารถแปลงเป็น 2S ได้อย่างง่ายดายเพียงเชื่อมต่อ B2 และ B+ ด้วยจัมเปอร์ ในขณะที่สวิตช์เปิด/ปิดเครื่องอาจร้อนขึ้นมากขึ้นเนื่องจากความต้านทานที่เพิ่มขึ้นของช่องสวิตช์สนาม
ตัวควบคุมให้ความคุ้มครอง

ฉันคัดลอกแผนภาพวงจรต้นฉบับโดยไม่ละเมิดหลักการของฉัน


แม้ว่าโครงการจะดูซับซ้อน แต่ก็ใช้งานได้ง่ายและชัดเจน โดยธรรมชาติแล้วข้อผิดพลาดไม่ได้หายไป - ชาวจีนยังคงรักษาเครื่องหมายไว้ :)
หมายเลขของทรานซิสเตอร์จะแสดงตามอัตภาพ
ตัวแปลงระดับและตัวเพิ่มสัญญาณที่มี HY2210 ประกอบขึ้นบนทรานซิสเตอร์ p-n-n Q1-Q6
บน ทรานซิสเตอร์ npn Q7-Q9 ประกอบตรรกะทรานซิสเตอร์อย่างง่ายสำหรับควบคุมสวิตช์ไฟ
Q7 ปลดล็อคเมื่อมีการคายประจุแบตเตอรี่เกินจนมีแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า 2.40V การฟื้นตัวจะเกิดขึ้นเมื่อแรงดันไฟฟ้าเกิน 3.0V (หลังจากถอดโหลดออกหรือเชื่อมต่อกับการชาร์จ)
Q8 ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสลักป้องกันจะล็อคหลังจากถูกกระตุ้นจนกระทั่งโหลดถูกถอดออกจนหมด ในขณะเดียวกันก็ให้การป้องกันความเร็วสูงในกรณีที่โหลดลัดวงจรเมื่อกระแสกระโดดสูงกว่า 100A
Q9 จะปลดล็อคเมื่อแบตเตอรี่ชาร์จใหม่จนมีแรงดันไฟฟ้าสูงกว่า 4.28V; การคืนค่าจะเกิดขึ้นภายใต้โหลดที่แรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า 4.08V ในกรณีนี้สวิตช์ไฟจะไม่รบกวนการไหลของกระแสไฟฟ้าที่ปล่อยออกมา
ฉันไม่ได้ตรวจสอบเกณฑ์ที่แน่นอนของคอนโทรลเลอร์ทั้งหมด เนื่องจาก... นี่เป็นงานที่ต้องใช้แรงงานมาก แต่ในความเป็นจริงแล้วพวกเขาไม่ได้แตกต่างไปจากที่ระบุไว้ในข้อกำหนดมากนัก

S1 และ S2 เป็นเพียงจุดควบคุมและไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับการป้องกันความร้อน อีกทั้งไม่สามารถเชื่อมต่อถึงกันได้ ฉันจะบอกคุณและแสดงวิธีเชื่อมต่อการป้องกันความร้อนอย่างเหมาะสมด้านล่าง
สัญญาณจะปรากฏบน S1 เมื่อองค์ประกอบใดๆ ถูกคายประจุมากเกินไป
สัญญาณจะปรากฏบน S2 เมื่อองค์ประกอบใดๆ ได้รับการชาร์จมากเกินไป รวมถึงหลังจากการกระตุ้นการป้องกันกระแสไฟแล้ว
ปริมาณการใช้กระแสไฟของบอร์ดมีขนาดเล็กมาก (หลายไมโครแอมป์)

แบตเตอรี่ใหม่

แบตเตอรี่ได้รับการลงนามและทดสอบแล้ว ความจุสอดคล้องกับค่าที่ระบุ

ถึงแม้จะมีเครื่องเชื่อมแบบต้านทาน ฉันจึงบัดกรีแบตเตอรี่ เพราะ... ในกรณีนี้นี่คือทางออกที่ดีที่สุด
ก่อนทำการบัดกรีจำเป็นต้องดีบุกแบตเตอรี่ให้ดี

แบตเตอรี่ถูกบัดกรีและติดตั้งเข้าที่

บอร์ดถูกบัดกรี (ในภาพบอร์ดได้รับการออกแบบใหม่แล้ว)
ระวังอย่าให้ปลายแบตเตอรี่สั้น

สายไฟ-ในฉนวนซิลิโคน 1.5 ตร.มม
สายควบคุม - MGTF-0.2

แผนภาพการเชื่อมต่อบอร์ดทั่วไปไม่เหมาะสมเนื่องจาก มีสายไฟมากถึง 4 เส้นไปที่บอร์ด ฉันเชื่อมต่อโดยใช้รูปแบบที่ง่ายกว่าเมื่อมีสายไฟเพียง 2 เส้นไปที่บอร์ด อนุญาตให้เชื่อมต่อนี้ได้เมื่อความยาวของสายเชื่อมต่อกับแบตเตอรี่สั้น

ภายใต้โหลด เมื่อคุณกดทริกเกอร์อย่างแหลมคม การป้องกันบอร์ดจะทริกเกอร์ทันที:(
ในตอนแรก ฉันคิดว่ามันถูกตัดออกเนื่องจากกระแสไฟเกิน แต่การลัดวงจรของบอร์ดไม่ได้เปลี่ยนแปลงอะไรเลย เห็นได้ชัดว่าไม่ใช่กระแสไฟเกินของบอร์ดที่ทำให้เกิดการป้องกัน
ต่อไป ฉันเชื่อมต่อออสซิลโลสโคปในโหมดบันทึกเข้ากับแบตเตอรี่และตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าที่แบตเตอรี่อยู่ภายใต้โหลด แรงดันไฟฟ้าลดลงต่ำกว่า 7V และการป้องกันทำงานได้ทันที :(
นี่คือเหตุผลที่การป้องกันเกิดขึ้น ทำไมแรงดันไฟฟ้าจึงลดลงมากเนื่องจากแบตเตอรี่มีกระแสไฟสูง? มาดูการวัดและการคำนวณกันดีกว่า:
- แรงดันแบตเตอรี่ 11.4V (HP890CN)
- ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่จากแผ่นข้อมูลที่ DC-IR 66 mOhm (3x22 mOhm)
- วัดความต้านทานมอเตอร์ได้ 63mOhm
- ความต้านทานของสายเชื่อมต่อและสวิตช์ไขควง - 23 mOhm
- ความต้านทานของบอร์ดป้องกัน - สับเปลี่ยน + MOSFET + สายเชื่อมต่อ - 10 mOhm
ความต้านทานวงจรรวม 66+63+23+10=162mOhm
กระแสวงจร 11.4/0.162= 70เอ
มากมายแต่...

แต่ปัญหาไม่ใช่กระแส แต่เป็นแรงดันตกคร่อมแบตเตอรี่
ที่กระแส 70A แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่แต่ละก้อนจะลดลง 70*0.022=1.54V และกลายเป็น 3.8-1.54=2.26V นี่คือเหตุผลที่แท้จริงที่การป้องกันเกิดขึ้น!
ไม่แนะนำให้ปรับหรือถอดการป้องกัน - ความปลอดภัยในการใช้งานลดลง ดังนั้นจึงควรชะลอความเร็วลงในขณะที่เครื่องยนต์สตาร์ท เพิ่มตัวเก็บประจุ 0.47uF ไปยังตำแหน่งที่ถูกต้องและดีเลย์ก็พร้อม :)
ถ้าเป็นเรื่องยากสำหรับคนที่จะบัดกรีเงินทอนเล็กๆ น้อยๆ ลงบนบอร์ด คุณสามารถบัดกรีตัวเก็บประจุด้วยการเชื่อมต่อแบบยึดบนพื้นผิวระหว่าง S1 และ B-
ฉันติดตั้งตัวเก็บประจุ SMD ได้ง่ายกว่า :)
ขณะนี้มีเวลาเพียงพอสำหรับเครื่องยนต์ที่จะหมุนตามภาระ เมื่อเครื่องยนต์ถูกปิดกั้นอย่างรุนแรงเมื่อเหยียบคันเร่งเต็มที่ การป้องกันจะทำงานหลังจากผ่านไป 0.3 วินาที และจะไม่ทำงานทันทีเหมือนเมื่อก่อน
บอร์ดที่ออกแบบใหม่


อย่าใส่ใจกับตัวต้านทาน 470kOhm - ตัวต้านทาน 510kOhm ดั้งเดิมได้รับความเสียหายจากการทดลองและถูกแทนที่ด้วยสิ่งใดก็ตามที่อยู่ในมือ :)
บอร์ดประกอบด้วยวงจรที่มีความต้านทานสูง ดังนั้นหลังจากการบัดกรีจึงจำเป็นต้องล้างบอร์ดให้สะอาด

โครงการหลังการทำงานซ้ำ

คำอธิบายของการปรับปรุงทั้งหมด
1. บัดกรีตัวเก็บประจุ 0.1 µF ที่ไม่จำเป็นจากพิน 2 ของ HY2210 ไปยังตัวแบ่ง ยังไม่ชัดเจนว่าทำไมพวกเขาถึงติดตั้งเลย ไม่อยู่ในแผ่นข้อมูลสำหรับ HY2210 มันไม่ส่งผลกระทบต่องาน แต่ฉันบัดกรีมันเพื่อไม่ให้เกิดอันตราย
2. มีการเพิ่มตัวต้านทานตัวปล่อยฐานสำหรับการกู้คืนตามปกติหลังจากการป้องกันถูกกระตุ้น
หากไม่มีการป้องกันการกู้คืนอัตโนมัติหลังจากถอดโหลดออกจะไม่เสถียรอย่างยิ่งเพราะ การรบกวนเพียงเล็กน้อยบน P- จะป้องกันไม่ให้รีเซ็ตการป้องกัน ค่าตัวต้านทานที่เหมาะสมคือ 1-3MOhm ฉันบัดกรีตัวต้านทานนี้เข้ากับขั้วของทรานซิสเตอร์โดยตรงอย่างระมัดระวัง ระวังอย่าให้ร้อนเกินไป!
3. มีการเพิ่มตัวเก็บประจุ 0.47uF เพื่อชะลอการตอบสนองของการป้องกันการปล่อยประจุเกินจาก 25ms (โดยทั่วไปสำหรับ HY2210) เป็น 300ms ฉันพยายามเชื่อมต่อตัวเก็บประจุ 0.1uF - การป้องกันตอบสนองเร็วเกินไปสำหรับมอเตอร์ RS-775 ที่มีน้ำหนักมาก หากเครื่องยนต์ทำงานหนักมาก คุณอาจต้องติดตั้งตัวเก็บประจุแบบคาปาซิทีฟเพิ่มขึ้น เช่น 1 µF

ตอนนี้การกดทริกเกอร์อย่างแรงภายใต้โหลดจะไม่ทำให้เกิดการป้องกัน :)

การเชื่อมต่อสวิตช์ป้องกันความร้อน
สามารถเชื่อมต่อสวิตช์เทอร์มอล NO และ NC เข้ากับบอร์ดนี้ได้
ฉันให้ไดอะแกรมด้านล่าง


ฉันใช้สวิตช์ระบายความร้อน NO KSD 9700 5A 70°C

ติดกาวเข้ากับแบตเตอรี่

ในเวลาเดียวกันฉันตัดสินใจยกเลิกการชาร์จจากแหล่งจ่ายไฟผ่านตัวต้านทานจำกัดกระแสและชาร์จแบตเตอรี่ด้วยเครื่องชาร์จ 3S 12.6V 3A ที่แปลงแล้ว

โครงการสุดท้ายกลายเป็นเช่นนี้

แท่นชาร์จโคล่าร์ 12.6V 3A

ฉันทำยูวีไปแล้ว คีริชแต่เช่นเคยฉันมีอะไรจะเพิ่ม

ในรูปแบบดั้งเดิม เครื่องชาร์จไม่เก็บกระแสไฟที่ 3A ตามที่ประกาศไว้และมีความร้อนสูงเกินไป นอกจากนี้ยังส่งสัญญาณรบกวนที่เห็นได้ชัดไปยังเครื่องรับวิทยุในบริเวณใกล้เคียง
เครื่องชาร์จถูกถอดประกอบก่อนการทดสอบ :)

การชาร์จแตกต่างจากแหล่งจ่ายไฟธรรมดาโดยการติดตั้งองค์ประกอบวงจรจำกัดกระแสเพิ่มเติม

ฉันจะสรุปโดยย่อเกี่ยวกับการแก้ไข :)
- ติดตั้งตัวกรองอินพุตที่หายไป ตอนนี้วิทยุไม่ตอบสนองต่อการชาร์จ
- ย้ายเทอร์มิสเตอร์ NTC1 (5D-9) และฟิวส์ LF1 (T2A) ไปยังตำแหน่งที่ถูกต้อง
- มีพื้นที่บนบอร์ดสำหรับติดตั้งตัวต้านทานดิสชาร์จ R1 + R2 จำเป็นต้องคายประจุ CX1 หลังจากตัดการเชื่อมต่อการชาร์จจากเครือข่าย ฉันติดตั้งตัวต้านทานดิสชาร์จ OMLT-0.5 620 kOhm ขนานกับ CX1 :)

ฉันติดตั้งเอาต์พุตโช้ค L1 แทนจัมเปอร์ การดำเนินการไม่ได้รับผลกระทบใด ๆ เนื่องจากระลอกเอาต์พุตสำหรับการชาร์จไม่ได้มีความสำคัญมากนัก

ลดแรงดันเอาต์พุตจาก 12.8V เป็น 12.65V โดยเชื่อมต่อตัวต้านทาน 390kOhm แบบขนานกับตัวต้านทาน R29 8.2kOhm
- ลดกระแสเอาต์พุตจาก 3.2A เป็น 2A โดยแทนที่ตัวต้านทาน 1.6kOhm R26 ด้วยตัวต้านทาน 1kOhm


กระแสไฟลดลงเนื่องจากประการแรก เครื่องชาร์จนี้ไม่สามารถส่งกระแสไฟ 3A โดยไม่มีความร้อนสูงเกินไป และประการที่สอง เนื่องจากแบตเตอรี่ US18650VTC4 มีกระแสไฟชาร์จสูงสุด 2A
สายไฟ แผงวงจรพิมพ์ดำเนินการไม่ถูกต้องด้วยเหตุนี้จึงไม่มีเสถียรภาพที่ดีของแรงดันเอาต์พุตและกระแส ฉันไม่ได้เปลี่ยนเพราะมันไม่สำคัญมาก

ข้อสรุป:
- แบตเตอรี่ SONY US18650VTC4 มีข้อเสียเปรียบเพียงข้อเดียว - ความจุน้อย
- บอร์ด BMS 3S 25A สามารถทำงานได้ตามปกติหลังจากดัดแปลงเล็กน้อย
- การชาร์จ 3S 12.6V 3A ในรูปแบบเดิมทำงานได้ไม่เป็นที่น่าพอใจและต้องมีการปรับปรุงที่สำคัญ ฉันไม่สามารถแนะนำได้ ขออภัย

หลังจากแก้ไขไขควงก็ใช้งานได้ตามปกติมาเป็นเวลา 4 เดือนแล้ว ไม่รู้สึกว่ากำลังลดลง แต่ชาร์จเร็วภายในเวลาเพียงชั่วโมงกว่า

ในยุคสมัยใหม่ของความนิยมโดยทั่วไปของแบตเตอรี่ลิเธียมทุกคนแม้แต่ผู้ใช้อุปกรณ์ในครัวเรือนธรรมดา ๆ อย่างน้อยก็ควรมีความเข้าใจโดยประมาณเกี่ยวกับการทำงานและปัจจัยเสี่ยงระหว่างการใช้งาน ในบรรดาอุบัติเหตุที่เกิดขึ้นกับแบตเตอรี่ (เช่น บุหรี่ไฟฟ้า) มีเพียงไม่กี่เปอร์เซ็นต์เท่านั้นที่เกิดจากข้อบกพร่องในการผลิต โดยส่วนใหญ่มักจะเกิดความผิดปกติอันเนื่องมาจากการทำงานที่ไม่เหมาะสม

ในบทความของเราเราจะดู เทคโนโลยีใหม่ล่าสุดซึ่งได้รับการออกแบบมาเพื่อปกป้องแบตเตอรี่ลิเธียม และยังบอกคุณด้วยว่าเหตุใดแบตเตอรี่จึงมีความสำคัญมาก

จากทฤษฎีแบตเตอรี่ลิเธียม คุณสามารถเรียนรู้ได้ว่าการชาร์จไฟเกิน การคายประจุเกิน หรือการคายประจุด้วยกระแสไฟฟ้าสูงเกินไป รวมถึงการลัดวงจร มีข้อห้ามสำหรับแบตเตอรี่เหล่านี้ เมื่อคายประจุมากเกินไป พันธะโลหะจะก่อตัวขึ้นในแบตเตอรี่ระหว่างแคโทดและแอโนด ซึ่งนำไปสู่การลัดวงจรเมื่อชาร์จแบตเตอรี่ ซึ่งอาจนำไปสู่ความเสียหายไม่เพียงแต่กับแบตเตอรี่เท่านั้น แต่ยังรวมถึงเครื่องชาร์จด้วย การชาร์จไฟมากเกินไป (แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่เกินแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาต) ทำให้เกิดเพลิงไหม้แทบจะในทันทีและบ่อยครั้งถึงขั้นเกิดการระเบิด

การเผาไหม้ของแบตเตอรี่ลิเธียมไม่จำเป็นต้องใช้ออกซิเจน - เกิดขึ้นแบบไม่ใช้ออกซิเจนดังนั้นวิธีการดับเพลิงแบบมาตรฐานจึงไม่เหมาะสม นอกจากนี้ เมื่อลิเธียมทำปฏิกิริยากับน้ำ ก๊าซไฮโดรเจนที่ติดไฟได้ก็จะถูกปล่อยออกมาด้วย ซึ่งทำให้สถานการณ์แย่ลงเท่านั้น การคายประจุด้วยกระแสสูงจะทำให้แบตเตอรี่บวม และหากความสมบูรณ์ของเปลือกได้รับความเสียหาย ลิเธียมจะทำปฏิกิริยากับไอน้ำในอากาศ ซึ่งในตัวมันเองอาจทำให้เกิดไฟไหม้ได้

ทั้งหมดนี้ไม่ได้ลบล้างข้อดีที่ชัดเจนของแบตเตอรี่เลยรวมไปถึง:

• ความหนาแน่นของพลังงานสูงต่อมวลหน่วย
• เปอร์เซ็นต์การปลดปล่อยตัวเองต่ำ
• การขาดเอฟเฟกต์หน่วยความจำเกือบทั้งหมด (เมื่อชาร์จองค์ประกอบที่คายประจุไม่สมบูรณ์จะทำให้ความจุลดลง)
• ช่วงอุณหภูมิการทำงานขนาดใหญ่

แรงดันไฟฟ้าที่ลดลงเล็กน้อยในระหว่างกระบวนการคายประจุทำให้ผู้ใช้ต้องรับผิดชอบบางประการ อย่าให้เกินแรงดันไฟฟ้าสูงสุด (4.25 V) ลดแรงดันไฟฟ้าให้ต่ำกว่าค่าต่ำสุด (2.75 V) หรือเกินกระแสไฟในการทำงาน ซึ่งจะแตกต่างกันไปในแต่ละรุ่น และในเรื่องยุ่งยากนี้อุปกรณ์พิเศษจะช่วยเรา - ตัวควบคุม BMS!

บีเอ็มเอส คืออะไร?

แปลจากภาษาอังกฤษ BMS (Battery Management System) เป็นระบบการจัดการแบตเตอรี่ แนวคิดนี้กว้างเกินไป ดังนั้นจึงอธิบายอุปกรณ์เกือบทั้งหมดที่ไม่ทางใดก็ทางหนึ่งเพื่อให้มั่นใจว่าการทำงานที่ถูกต้องของแบตเตอรี่ในอุปกรณ์ที่กำหนด เริ่มต้นด้วยการป้องกันอย่างง่ายหรือบอร์ดปรับสมดุล ลงท้ายด้วยอุปกรณ์ไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ซับซ้อนซึ่งนับกระแสคายประจุและ จำนวนรอบการชาร์จ (เช่น ในแบตเตอรี่แล็ปท็อป) เราจะไม่พิจารณาอุปกรณ์ที่ซับซ้อน - ตามกฎแล้วอุปกรณ์เหล่านั้นมีความเฉพาะเจาะจงและไม่ได้มีไว้สำหรับนักวิทยุสมัครเล่นทั่วไป แต่ผลิตตามคำสั่งสำหรับผู้ผลิตอุปกรณ์ขนาดใหญ่เท่านั้น

สิ่งที่ขายทุกที่สามารถแบ่งออกเป็นสี่ประเภท:

• บาลานเซอร์
• การป้องกัน (กระแส, แรงดัน)
• บอร์ดที่ให้การชาร์จ (ใช่ ถือว่าเป็นอุปกรณ์ BMS ด้วย)
• การผสมผสานตัวเลือกข้างต้นบางอย่างเข้าด้วยกัน จนถึงการรวมทุกอย่างไว้ในอุปกรณ์เดียว

ยิ่งการป้องกันใช้งานได้ดีและครอบคลุมมากขึ้น แบตเตอรี่ของคุณจะมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น

หลักการทำงานของตัวควบคุม BMS

มาดูกันว่าระบบ BMS มีหลักการใดที่บรรลุวัตถุประสงค์ของพวกเขา

โครงสร้างคณะกรรมการสามารถแยกแยะได้:

• ชิปป้องกัน
• การเดินสายแบบอะนาล็อก (สำหรับกำหนดกระแส/สมดุลของแบตเตอรี่)
• ทรานซิสเตอร์กำลัง (เพื่อตัดการเชื่อมต่อโหลด)

พิจารณาการทำงานของการป้องกันแต่ละอย่างอย่างละเอียดยิ่งขึ้น

การป้องกันกระแส (ลัดวงจร / กระแสเกิน)

มีหลายทางเลือกในการค้นหาว่ามีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเส้นจำนวนเท่าใด ที่พบบ่อยที่สุดคือการแบ่ง (การวัดแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวต้านทานกำลังสูงและความต้านทานต่ำ) แต่ต้องใช้ ความแม่นยำสูงขนาดและเทอะทะมาก วิธีการวัดโดยใช้เอฟเฟกต์ฮอลล์นั้นไม่มีข้อเสียเหล่านี้ แต่มีราคาแพงกว่า ดังนั้น วิธีการที่ใช้กันทั่วไปในการพิจารณาการลัดวงจรบนเส้นคือการวัดแรงดันไฟฟ้า ซึ่งจะลดลงเกือบเป็นศูนย์ในโหมดลัดวงจร

ตัวควบคุมสมัยใหม่ช่วยให้คุณดำเนินการนี้ได้ในช่วงเวลาสั้น ๆ โดยในระหว่างนั้นจะไม่เกิดความเสียหายกับอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อหรือตัวแบตเตอรี่เอง แต่การป้องกันกระแสไฟฟ้ายังสามารถทำงานแบบแบ่งส่วนได้ ในกรณีของ BMS ไม่จำเป็นต้องวัดอย่างแม่นยำ เฉพาะการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าตกผ่านเกณฑ์ที่กำหนดเท่านั้นที่สำคัญ ทันทีที่เหตุการณ์เกิดขึ้น ตัวควบคุมจะปิดโหลดทันทีโดยใช้ทรานซิสเตอร์

การป้องกันแรงดันไฟฟ้า (ป้องกันการโอเวอร์ชาร์จหรือดิสชาร์จเกิน)

การป้องกันนี้เข้าใจได้ง่ายกว่า เนื่องจากการวัดแรงดันไฟฟ้าสามารถทำได้อย่างง่ายดายโดยใช้ตัวแปลงแอนะล็อกเป็นดิจิทัล แต่ก็มีความจำเพาะบางประการเช่นกัน - เป็นที่น่าสังเกตว่าหากคอนโทรลเลอร์ปกป้องชุดแบตเตอรี่ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมจำนวนมากก็มักจะวัดแรงดันไฟฟ้าของแต่ละธนาคารเป็นการส่วนตัวเนื่องจากเนื่องจากความแตกต่างที่เล็กที่สุดในองค์ประกอบจึงมีขนาดเล็กที่สุด ความจุที่แตกต่างกันซึ่งส่งผลให้เกิดการคายประจุที่ไม่สม่ำเสมอและความสามารถในการปลูกองค์ประกอบแยกต่างหาก "เป็นศูนย์"

บางระบบไม่เชื่อมต่อโหลดโดยไม่ต้องรอให้แบตเตอรี่ชาร์จใหม่เป็นแรงดันไฟฟ้าที่แน่นอนหลังจากที่ทริกเกอร์โอเวอร์ดิสชาร์จถูกกระตุ้นนั่นคือการชาร์จองค์ประกอบสองสามนาทีนั้นไม่เพียงพอที่จะทำงานเป็นเวลาอย่างน้อย เวลาอันสั้น - โดยปกติจำเป็นต้องชาร์จตามแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด (3.6 - 4.2V ขึ้นอยู่กับประเภทของแบตเตอรี่)

ป้องกันอุณหภูมิ

ไม่ค่อยพบใน อุปกรณ์ที่ทันสมัยแต่ไม่ใช่เพื่อสิ่งใดที่แบตเตอรี่โทรศัพท์ส่วนใหญ่ติดตั้งหน้าสัมผัสที่สาม - นี่คือเอาต์พุตของเทอร์มิสเตอร์ (ตัวต้านทานที่มีการพึ่งพาความต้านทานต่ออุณหภูมิโดยรอบอย่างชัดเจน) โดยปกติแล้วความร้อนสูงเกินไปจะไม่เกิดขึ้นเอง และการป้องกันประเภทอื่นๆ จะมีเวลาในการทำงานเร็วกว่านั้น - ตัวอย่างเช่น ความร้อนสูงเกินไปอาจเกิดจากการลัดวงจร

อัลกอริธึมการชาร์จแบตเตอรี่

การชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมเกิดขึ้นใน 2 ขั้นตอน: CC (กระแสคงที่, กระแสตรง.) และ CV (แรงดันคงที่ ความดันคงที่- ในช่วงระยะแรก ที่ชาร์จค่อยๆ เพิ่มแรงดันไฟฟ้าเพื่อให้องค์ประกอบที่มีประจุใช้กระแสไฟฟ้าที่ระบุ (ค่าที่แนะนำตามปกติคือความจุของแบตเตอรี่ 1) เมื่อแรงดันไฟฟ้าถึง 4V การชาร์จจะเคลื่อนไปยังขั้นที่สองและรักษาแรงดันไฟฟ้าไว้ที่ 4.2V บนแบตเตอรี่

เมื่อองค์ประกอบหยุดรับกระแสจริงจะถือว่ามีประจุ ในทางปฏิบัติ อัลกอริธึมสามารถนำไปใช้ได้ตามปกติ บล็อกห้องปฏิบัติการแหล่งจ่ายไฟ แต่ทำไมหากมีวงจรไมโครพิเศษที่ได้รับการลับคมไว้ล่วงหน้าเพื่อดำเนินการตามลำดับนี้ตัวอย่างเช่น TP4056 ที่มีชื่อเสียงที่สุดก็สามารถชาร์จด้วยกระแสสูงถึง 1A

ความสมดุลคืออะไร?

สุดท้ายเราทิ้งฟังก์ชัน BMS ที่น่าสนใจที่สุดเอาไว้ นั่นคือฟังก์ชันการปรับสมดุลองค์ประกอบของแบตเตอรี่หลายเซลล์

แล้วอะไรคือความสมดุล? กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการปรับแรงดันไฟฟ้าบนเซลล์แบตเตอรี่ที่เชื่อมต่อเป็นอนุกรมให้เท่ากัน เพื่อเพิ่มแรงดันไฟฟ้าโดยรวมของชุดประกอบ เนื่องจากความจุของแบตเตอรี่แตกต่างกันเล็กน้อย จึงชาร์จในเวลาที่แตกต่างกันเล็กน้อย และแม้ว่าธนาคารแห่งหนึ่งอาจถึงจุดสูงสุดในการชาร์จแล้ว แต่ธนาคารอื่น ๆ อาจยังคงชาร์จไม่เต็ม

เมื่อชุดประกอบดังกล่าวถูกปล่อยออกด้วยกระแสสูง องค์ประกอบที่มีประจุมากที่สุดตามกฎของโอห์มจะใช้กระแสไฟฟ้าที่ใหญ่กว่า (ที่มีความต้านทานเท่ากัน กระแสไฟฟ้าจะขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าที่อยู่ในตัวส่วนของสูตร) ​​ซึ่งจะ ทำให้เกิดการสึกหรออย่างรวดเร็วและอาจสร้างความเสียหายให้กับองค์ประกอบได้ เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้จึงมีการใช้เครื่องปรับสมดุลแบตเตอรี่ - อุปกรณ์พิเศษที่ทำให้แรงดันไฟฟ้าในธนาคารเท่ากันให้อยู่ในระดับเดียวกัน

ไม่มีการรีวิวการแปลงไขควงเป็นลิเธียมมานานแล้ว :)
การตรวจสอบนี้เน้นไปที่บอร์ด BMS เป็นหลัก แต่จะมีลิงก์ไปยังสิ่งเล็กๆ น้อยๆ อื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับการแปลงไขควงเก่าของฉันเป็นแบตเตอรี่ลิเธียม 18650
กล่าวโดยสรุปคุณสามารถใช้บอร์ดนี้ได้หลังจากตกแต่งเสร็จเล็กน้อยมันก็ใช้งานได้ดีกับไขควง
PS. ข้อความ รูปภาพ เยอะมาก ไม่มีการสปอยล์

ป.ล. การตรวจสอบนี้เกือบจะครบรอบปีบนเว็บไซต์ - ครั้งที่ 58000 ตามแถบที่อยู่ของเบราว์เซอร์;)

ทั้งหมดนี้เพื่ออะไร

ฉันใช้ไขควง 14.4 โวลต์ความเร็วสองระดับนิรนาม ซึ่งซื้อในราคาถูกจากร้านก่อสร้างมาหลายปีแล้ว แม่นยำยิ่งขึ้นไม่ใช่แค่ไม่มีชื่อโดยสิ้นเชิง แต่เป็นแบรนด์ของร้านก่อสร้างแห่งนี้ แต่ก็ไม่ใช่ร้านที่มีชื่อเสียงเช่นกัน ทนทานอย่างน่าประหลาดใจ มันยังไม่แตกหักและทำทุกอย่างที่ฉันขอ ไม่ว่าจะเป็นการเจาะ ขันให้แน่น และคลายเกลียวสกรู และทำงานเหมือนกับเครื่องม้วน :)


แต่แบตเตอรี่ NiMH ดั้งเดิมของเขาไม่ต้องการทำงานเป็นเวลานานนัก ในที่สุดหนึ่งในสองอันที่สมบูรณ์ก็เสียชีวิตเมื่อปีที่แล้วหลังจากใช้งานไป 3 ปีส่วนอันที่สองเพิ่งไม่มีอีกต่อไป แต่มีอยู่ - การชาร์จเต็มก็เพียงพอสำหรับการใช้งานไขควง 15-20 นาทีโดยหยุดชะงัก
ตอนแรกฉันต้องการที่จะทำมันโดยใช้ความพยายามเพียงเล็กน้อยและเพียงเปลี่ยนกระป๋องเก่าด้วยกระป๋องใหม่แบบเดิม ฉันซื้อสิ่งเหล่านี้จากผู้ขายรายนี้ -
พวกเขาทำงานได้ดีมาก (แม้ว่าจะแย่กว่ารุ่นเดิมเล็กน้อย) เป็นเวลาสองหรือสามเดือนหลังจากนั้นพวกเขาก็ตายอย่างรวดเร็วและสมบูรณ์ - หลังจากชาร์จเต็มแล้วพวกเขาก็ยังไม่เพียงพอที่จะขันสกรูโหลให้แน่นด้วยซ้ำ ฉันไม่แนะนำให้นำแบตเตอรี่ไปจากเขา - แม้ว่าความจุในตอนแรกจะสอดคล้องกับสิ่งที่สัญญาไว้ แต่ก็ใช้งานได้ไม่นาน
และฉันก็ตระหนักว่าฉันยังคงต้องรบกวน

ตอนนี้เกี่ยวกับสิ่งสำคัญ :)

หลังจากเลือก Ali จากบอร์ด BMS ที่นำเสนอแล้ว ฉันก็ตัดสินใจเลือกอันที่อยู่ระหว่างการตรวจสอบ โดยพิจารณาจากขนาดและพารามิเตอร์:

• รุ่น: 548604
• การตัดกระแสเกินที่แรงดันไฟฟ้า: 4.28+ 0.05 V (ต่อเซลล์)
• การกู้คืนหลังจากการปิดระบบโอเวอร์ชาร์จที่แรงดันไฟฟ้า: 4.095-4.195V (ต่อเซลล์)
• การตัดแรงดันไฟฟ้าเกิน: 2.55 ± 0.08 (ต่อเซลล์)
• ความล่าช้าในการปิดเครื่องมากเกินไป: 0.1 วินาที
• ช่วงอุณหภูมิ: -30-80
• ความล่าช้าในการปิดเครื่องลัดวงจร: 100ms
• ความล่าช้าในการปิดเครื่องเกินกระแส: 500 ms
• กระแสการปรับสมดุลของเซลล์: 60mA
• กระแสไฟทำงาน: 30A
• กระแสสูงสุด (การป้องกัน): 60A
• การดำเนินการป้องกันการลัดวงจร: การรักษาตัวเองหลังจากการตัดการเชื่อมต่อของโหลด
• ขนาด: 45x56มม
• ฟังก์ชั่นหลัก: ป้องกันการชาร์จไฟเกิน, ป้องกันการจ่ายไฟเกิน, ป้องกันการลัดวงจร, การป้องกันกระแสไฟเกิน, การปรับสมดุล

ดูเหมือนว่าทุกอย่างจะสมบูรณ์แบบสำหรับสิ่งที่วางแผนไว้ ฉันคิดว่าไร้เดียงสา :) ไม่เพื่ออ่านบทวิจารณ์ของ BMS อื่น ๆ และที่สำคัญที่สุด - ความคิดเห็นเกี่ยวกับพวกเขา... แต่เราชอบคราดของเราเองและหลังจากเหยียบพวกมันแล้วเท่านั้นที่เราเรียนรู้ ว่าการประพันธ์คราดนี้มีมานานแล้วและบรรยายไว้หลายรอบในอินเทอร์เน็ต :)

ส่วนประกอบทั้งหมดของบอร์ดวางอยู่ด้านเดียว:

ด้านที่สองว่างเปล่าและปิดด้วยหน้ากากสีขาว:

ส่วนที่รับผิดชอบในการทรงตัวระหว่างการชาร์จ:

ส่วนนี้มีหน้าที่ในการปกป้องเซลล์จากการประจุเกิน/การคายประจุเกิน และยังรับผิดชอบในการป้องกันไฟฟ้าลัดวงจรโดยทั่วไปด้วย:

มอสเฟต:

ประกอบได้เรียบร้อยไม่มีคราบฟลักซ์ชัดเจนรูปลักษณ์ค่อนข้างดี ชุดนี้มีหางพร้อมขั้วต่อซึ่งเสียบเข้ากับบอร์ดทันที ความยาวของสายไฟในขั้วต่อนี้ประมาณ 20-25 ซม. เสียดายไม่ได้ถ่ายรูปไว้ทันที

ฉันสั่งอะไรอีกเป็นพิเศษสำหรับการเปลี่ยนแปลงนี้:
แบตเตอรี่ -
แถบนิกเกิลสำหรับบัดกรีแบตเตอรี่: (ใช่ ฉันรู้ว่าคุณสามารถบัดกรีด้วยสายไฟได้ แต่แถบดังกล่าวจะใช้พื้นที่น้อยลงและจะสวยงามกว่า :)) และในตอนแรกฉันยังต้องการประกอบการเชื่อมแบบสัมผัสด้วยซ้ำ (ไม่เพียง แต่สำหรับการเปลี่ยนแปลงนี้เท่านั้น) แน่นอน) นั่นคือเหตุผลที่ฉันสั่งแถบ แต่ความเกียจคร้านก็มีชัยและฉันต้องประสานมัน

เมื่อเลือกวันว่างแล้ว (หรือแทนที่จะส่งเรื่องอื่นๆ ไปอย่างโจ่งแจ้ง) ฉันจึงเริ่มดำเนินการใหม่ ขั้นแรก ฉันแยกชิ้นส่วนแบตเตอรี่ที่มีแบตเตอรี่จีนที่ตายแล้ว โยนแบตเตอรี่ออก และวัดพื้นที่ภายในอย่างระมัดระวัง จากนั้นฉันก็นั่งลงเพื่อวาดที่ยึดแบตเตอรี่และแผงวงจรในโปรแกรมแก้ไข 3D ฉันยังต้องวาดกระดาน (โดยไม่มีรายละเอียด) เพื่อลองทุกอย่างที่ประกอบเข้าด้วยกัน มันกลับกลายเป็นแบบนี้:


ตามแนวคิดนี้ มีการติดบอร์ดจากด้านบน ด้านหนึ่งเข้าไปในร่อง ส่วนอีกด้านถูกยึดด้วยการโอเวอร์เลย์ ตัวบอร์ดนั้นอยู่ตรงกลางบนระนาบที่ยื่นออกมา เพื่อว่าเมื่อกดแล้วจะไม่งอ ตัวยึดนั้นมีขนาดที่พอดีกับกล่องแบตเตอรี่และไม่ห้อยอยู่
ตอนแรกฉันคิดที่จะทำหน้าสัมผัสสปริงสำหรับแบตเตอรี่ แต่ก็ล้มเลิกความคิดนี้ไป สำหรับกระแสสูงนี่ไม่ใช่ ตัวเลือกที่ดีที่สุดดังนั้นฉันจึงทิ้งช่องเจาะไว้ในที่ยึดสำหรับแถบนิกเกิลที่จะใช้บัดกรีแบตเตอรี่ ฉันยังทิ้งช่องเจาะแนวตั้งไว้สำหรับสายไฟ ซึ่งควรขยายจากการเชื่อมต่อระหว่างกระป๋องที่อยู่เลยฝา
ฉันตั้งค่าให้พิมพ์บนเครื่องพิมพ์ 3D จาก ABS และหลังจากนั้นไม่กี่ชั่วโมงทุกอย่างก็พร้อม :)


เมื่อขันสกรูทุกอย่าง ฉันตัดสินใจที่จะไม่ไว้วางใจสกรูและหลอมน็อตปลั๊กอิน M2.5 เหล่านี้เข้ากับตัวเครื่อง:


เจอแล้วนี่--
ไอเท็มเด็ดสำหรับการใช้งานประเภทนี้! มันถูกหลอมอย่างช้าๆ ด้วยหัวแร้ง เพื่อป้องกันไม่ให้พลาสติกบรรจุอยู่ข้างในเมื่อหลอมละลายเป็นรูตัน ฉันจึงขันน็อตที่มีความยาวเหมาะสมเข้ากับน็อตนี้แล้วอุ่นหัวของมันด้วยปลายหัวแร้งพร้อมกับดีบุกหยดใหญ่เพื่อการถ่ายเทความร้อนที่ดีขึ้น รูในพลาสติกสำหรับน็อตเหล่านี้มีขนาดเล็กกว่าเล็กน้อย (0.1-0.2 มม.) กว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของส่วนที่เรียบด้านนอก (ตรงกลาง) ของน็อต พวกเขายึดแน่นมากคุณสามารถขันสกรูเข้าและคลายเกลียวโบลต์ได้มากเท่าที่คุณต้องการและไม่ต้องเขินอายกับแรงขันจนเกินไป

เพื่อให้สามารถดำเนินการตรวจสอบแบบเซลล์ต่อเซลล์และหากจำเป็นให้ชาร์จด้วยการปรับสมดุลภายนอก ขั้วต่อ 5 พินจะยื่นออกมาที่ผนังด้านหลังของแบตเตอรี่ ซึ่งฉันรีบโยนผ้าพันคอแล้วทำมัน บนเครื่อง:




ผู้ถือมีแพลตฟอร์มสำหรับผ้าพันคอนี้

ตามที่ฉันเขียนไปแล้ว ฉันบัดกรีแบตเตอรี่ด้วยแถบนิกเกิล อนิจจาวิธีนี้ไม่ได้ไม่มีข้อเสียและแบตเตอรี่ก้อนหนึ่งได้รับความเสียหายอย่างมากจากการรักษานี้จนเหลือเพียง 0.2 โวลต์บนหน้าสัมผัส ฉันต้องถอดมันออกแล้วประสานอีกอันหนึ่ง โชคดีที่ฉันเอาพวกมันไปพร้อมเงินสำรอง มิฉะนั้นก็ไม่มีปัญหา โดยใช้กรด เราดีบุกหน้าสัมผัสของแบตเตอรี่และแถบนิกเกิลที่ตัดตามความยาวที่ต้องการ จากนั้นเช็ดทุกอย่างที่บรรจุกระป๋องและรอบๆ ให้สะอาดด้วยสำลีและแอลกอฮอล์ (แต่คุณสามารถใช้น้ำก็ได้) แล้วบัดกรี หัวแร้งจะต้องทรงพลังและสามารถตอบสนองได้อย่างรวดเร็วต่อการระบายความร้อนของปลาย หรือเพียงแค่มีปลายขนาดใหญ่ที่จะไม่เย็นลงทันทีเมื่อสัมผัสกับเหล็กชิ้นใหญ่
สำคัญมาก: ระหว่างการบัดกรีและระหว่างการใช้งานต่อทั้งหมดกับชุดแบตเตอรี่ที่บัดกรีแล้ว คุณต้องระวังอย่างมากอย่าให้หน้าสัมผัสของแบตเตอรี่ลัดวงจร! นอกจากนี้ตามที่ระบุไว้ในความคิดเห็น ybxtujขอแนะนำอย่างยิ่งให้บัดกรีพวกมันให้หมดและฉันเห็นด้วยอย่างยิ่งกับเขาวิธีนี้ผลที่ตามมาจะง่ายขึ้นหากมีบางสิ่งลัดวงจร การลัดวงจรของแบตเตอรี่ดังกล่าวแม้จะหมดประจุแล้วก็สามารถนำไปสู่ปัญหาใหญ่ได้
ฉันบัดกรีสายไฟเข้ากับการเชื่อมต่อระดับกลางสามจุดระหว่างแบตเตอรี่ - พวกเขาจะไปที่ขั้วต่อบอร์ด BMS เพื่อตรวจสอบธนาคารและกับขั้วต่อภายนอก เมื่อมองไปข้างหน้าฉันอยากจะบอกว่าฉันได้ทำงานพิเศษเล็กน้อยกับสายไฟเหล่านี้ - ไม่สามารถนำไปสู่ขั้วต่อบอร์ดได้ แต่บัดกรีเข้ากับพิน B1, B2 และ B3 ที่เกี่ยวข้อง พินเหล่านี้บนบอร์ดนั้นเชื่อมต่อกับพินตัวเชื่อมต่อ

อย่างไรก็ตามฉันใช้สายหุ้มซิลิโคนทุกที่ - พวกมันไม่ทำปฏิกิริยากับความร้อนเลยและมีความยืดหยุ่นมาก ฉันซื้อหลายส่วนบน Ebay แต่ฉันจำลิงก์ที่แน่นอนไม่ได้... ฉันชอบมันมาก แต่มีข้อเสียอยู่ - ฉนวนซิลิโคนไม่แข็งแรงทางกลไกมากนักและเสียหายได้ง่ายจากของมีคม

ฉันลองใช้แบตเตอรี่และบอร์ดในที่ยึด - ทุกอย่างยอดเยี่ยมมาก:

ฉันลองใช้ผ้าเช็ดหน้าที่มีขั้วต่อ ใช้ Dremel ตัดรูในกล่องแบตเตอรี่สำหรับขั้วต่อ... และพลาดความสูงและเอาขนาดมาจากระนาบที่ไม่ถูกต้อง ผลลัพธ์ที่ได้คือช่องว่างที่เหมาะสมเช่นนี้:

ตอนนี้สิ่งที่เหลืออยู่คือการประสานทุกอย่างเข้าด้วยกัน
ฉันบัดกรีหางที่รวมไว้บนผ้าพันคอแล้วตัดตามความยาวที่ต้องการ:


ฉันยังบัดกรีสายไฟจากการเชื่อมต่อระหว่างกระป๋องด้วย แม้ว่าอย่างที่ฉันเขียนไปแล้ว แต่ก็เป็นไปได้ที่จะบัดกรีพวกมันเข้ากับหน้าสัมผัสที่เกี่ยวข้องของบอร์ด BMS แต่ก็มีความไม่สะดวกเช่นกัน - ในการถอดแบตเตอรี่ออกคุณจะต้องคลายการบัดกรีไม่เพียง แต่บวกและลบจาก BMS แต่ยังมีสายอีกสามสาย แต่ตอนนี้คุณสามารถดึงขั้วต่อออกได้แล้ว
ฉันต้องแก้ไขเล็กน้อยกับหน้าสัมผัสแบตเตอรี่: ในการออกแบบดั้งเดิมชิ้นส่วนพลาสติก (ที่จับหน้าสัมผัส) ภายในขาแบตเตอรี่ถูกกดด้วยแบตเตอรี่หนึ่งก้อนที่อยู่ด้านล่างโดยตรง แต่ตอนนี้ฉันต้องคิดถึงวิธีแก้ไขส่วนนี้ เพื่อไม่ให้แน่น นี่คือรายละเอียด:


ในที่สุดฉันก็หยิบซิลิโคนชิ้นหนึ่ง (ที่เหลือจากการเทแบบฟอร์มบางส่วน) ตัดชิ้นที่เหมาะสมโดยประมาณออกแล้วสอดเข้าไปในขาแล้วกดส่วนนั้น ในเวลาเดียวกันซิลิโคนชิ้นเดียวกันก็กดที่ยึดเข้ากับบอร์ดโดยไม่มีอะไรห้อยลงมา
ในกรณีนี้ฉันวางเทปฉนวน Kapton ไว้บนหน้าสัมผัสและคว้าสายไฟด้วยกาวร้อนสองสามหยดเพื่อไม่ให้เข้าไประหว่างครึ่งหนึ่งของเคสเมื่อประกอบ

การชาร์จและการปรับสมดุล

ฉันทิ้งที่ชาร์จเดิมไว้จากไขควง มันแค่ให้ออกมา ไม่ได้ใช้งานประมาณ 17 โวลต์ จริงอยู่ที่การชาร์จนั้นโง่เขลาและไม่มีกระแสหรือแรงดันไฟฟ้าคงที่มีเพียงตัวจับเวลาที่จะปิดเครื่องประมาณหนึ่งชั่วโมงหลังจากเริ่มการชาร์จ กระแสไฟเอาท์พุตอยู่ที่ประมาณ 1.7A ซึ่งแม้จะมากเกินไปนิดหน่อย แต่ก็ยอมรับได้สำหรับแบตเตอรี่เหล่านี้ แต่นี่จนกว่าฉันจะทำให้มันเป็นปกติโดยมีเสถียรภาพของกระแสและแรงดันไฟฟ้า เพราะตอนนี้บอร์ดปฏิเสธที่จะปรับสมดุลของเซลล์ใดเซลล์หนึ่ง ซึ่งในตอนแรกมีประจุมากกว่า 0.2 โวลต์ BMS จะปิดการชาร์จเมื่อแรงดันไฟฟ้าในเซลล์นี้ถึง 4.3 โวลต์ ตามลำดับ ส่วนที่เหลือจะคงอยู่ภายใน 4.1 โวลต์
ฉันอ่านข้อความบางฉบับที่ระบุว่าโดยปกติ BMS นี้จะสมดุลเฉพาะกับการชาร์จ CV/CC เท่านั้น เมื่อกระแสไฟค่อยๆ ลดลงเมื่อสิ้นสุดการชาร์จ บางทีนี่อาจเป็นเรื่องจริง ดังนั้นการอัพเกรดการชาร์จจึงรอฉันอยู่ข้างหน้า :)
ฉันไม่ได้พยายามที่จะคายประจุออกจนหมด แต่ฉันแน่ใจว่าการป้องกันการคายประจุจะทำงานได้ มีวิดีโอบน YouTube พร้อมการทดสอบบอร์ดนี้ ทุกอย่างทำงานได้ตามที่คาดไว้

และตอนนี้เกี่ยวกับคราด

ทุกธนาคารชาร์จไฟไว้ที่ 3.6 โวลต์ ทุกอย่างพร้อมสตาร์ทแล้ว ฉันใส่แบตเตอรี่เข้าไปในไขควง เหนี่ยวไกและ... ฉันแน่ใจว่ามีคนคุ้นเคยกับคราดนี้มากกว่าหนึ่งคนที่คิดว่า "และนรกก็สตาร์ทไขควงของคุณ" :) ถูกต้องอย่างแน่นอน ไขควงกระตุกเล็กน้อย แค่นั้นเอง . ฉันปล่อยไกปืนแล้วกดอีกครั้ง - สิ่งเดียวกัน ฉันกดมันอย่างนุ่มนวล - มันสตาร์ทและเร่งความเร็ว แต่ถ้าคุณสตาร์ทเร็วขึ้นอีกนิด - มันจะล้มเหลว
“ก็...” ฉันคิด ภาษาจีนอาจระบุแอมป์จีนไว้ในข้อมูลจำเพาะ โอเคฉันมีลวดนิกโครมหนาที่ยอดเยี่ยมตอนนี้ฉันจะบัดกรีชิ้นส่วนหนึ่งไว้ที่ด้านบนของตัวต้านทานแบบแบ่ง (มี 0.004 โอห์มสองตัวขนานกัน) และฉันจะได้ถ้าไม่ใช่ความสุขแล้วอย่างน้อยก็บางส่วน การปรับปรุงในสถานการณ์ ไม่มีการปรับปรุง แม้ว่าฉันจะกำจัดการแบ่งออกจากงานโดยสิ้นเชิง แต่ก็เพียงแค่บัดกรีแบตเตอรี่ลบหลังจากนั้น นั่นคือไม่ใช่ว่าไม่มีการปรับปรุงแต่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงเลย
จากนั้นฉันก็ออนไลน์และพบว่าไม่มีลิขสิทธิ์สำหรับคราดนี้ - พวกมันถูกคนอื่นเหยียบย่ำมานานแล้ว แต่อย่างใดก็ไม่มีวิธีแก้ปัญหายกเว้นข้อสำคัญ - ซื้อบอร์ดที่เหมาะสำหรับไขควงโดยเฉพาะ

และฉันตัดสินใจที่จะพยายามเข้าถึงต้นตอของปัญหา

ฉันละเลยสมมติฐานที่ว่าการป้องกันโอเวอร์โหลดถูกกระตุ้นในระหว่างกระแสไหลเข้า เนื่องจากแม้จะไม่มีการแบ่งส่วนก็ไม่มีอะไรเปลี่ยนแปลง
แต่ฉันยังคงดูด้วยออสซิลโลสโคปที่การแบ่งแบบโฮมเมด 0.077 โอห์มระหว่างแบตเตอรี่และบอร์ด - ใช่มองเห็น PWM ได้ ยอดการบริโภคที่คมชัดด้วยความถี่ประมาณ 4 kHz, 10-15 ms หลังจากเริ่มต้นจุดสูงสุดที่บอร์ดจะตัด ออกจากโหลด แต่จุดสูงสุดเหล่านี้แสดงค่าน้อยกว่า 15 แอมแปร์ (ขึ้นอยู่กับความต้านทานแบบแบ่ง) ดังนั้นจึงไม่ใช่เรื่องของกระแสไฟเกินแน่นอน (ซึ่งจะปรากฏในภายหลัง สิ่งนี้ไม่เป็นความจริงทั้งหมด) และความต้านทานเซรามิก 1 โอห์มไม่ได้ทำให้เกิดการปิดเครื่อง แต่กระแสก็อยู่ที่ 15 แอมแปร์เช่นกัน
นอกจากนี้ยังมีตัวเลือกในการเบิกเงินระยะสั้นจากธนาคารในระหว่างการเริ่มต้นระบบ ซึ่งกระตุ้นให้เกิดการป้องกันการปล่อยประจุเกิน และฉันได้ไปดูสิ่งที่เกิดขึ้นกับธนาคาร ใช่แล้ว ความสยองขวัญกำลังเกิดขึ้นที่นั่น - การเบิกจ่ายสูงสุดอยู่ที่ 2.3 โวลต์ในทุกธนาคาร แต่มันสั้นมาก - น้อยกว่าหนึ่งมิลลิวินาที ในขณะที่บอร์ดสัญญาว่าจะรอหนึ่งร้อยมิลลิวินาทีก่อนที่จะเปิดการป้องกันการปล่อยเกิน “ภาษาจีนระบุมิลลิวินาทีของจีน” ฉันคิดแล้วไปดูวงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้าของกระป๋อง ปรากฎว่ามีฟิลเตอร์ RC ที่ทำให้การเปลี่ยนแปลงกะทันหันราบรื่น (R=100 Ohm, C=3.3 uF) หลังจากตัวกรองเหล่านี้เมื่ออินพุตของวงจรไมโครที่ควบคุมธนาคารแล้วการเบิกจ่ายก็น้อยลง - มากถึง 2.8 โวลต์เท่านั้น นี่คือเอกสารข้อมูลสำหรับชิปควบคุมที่สามารถควบคุมได้บนบอร์ด DW01B นี้ -
ตามแผ่นข้อมูลเวลาตอบสนองต่อการปล่อยประจุมากเกินไปก็มีนัยสำคัญเช่นกันตั้งแต่ 40 ถึง 100 ms ซึ่งไม่พอดีกับรูปภาพ แต่เอาล่ะ ไม่มีอะไรต้องคาดเดาไปมากกว่านี้ ดังนั้น ฉันจะเปลี่ยนความต้านทานในฟิลเตอร์ RC จาก 100 โอห์ม เป็น 1 kOhm สิ่งนี้ทำให้ภาพที่อินพุตของไมโครวงจรดีขึ้นอย่างมาก ไม่มีการดึงลงน้อยกว่า 3.2 โวลต์ แต่มันไม่ได้เปลี่ยนพฤติกรรมของไขควงเลย - สตาร์ทได้คมขึ้นเล็กน้อย - แล้วก็เงียบไป
“ไปกันเลยด้วยการเคลื่อนไหวเชิงตรรกะง่ายๆ”© เฉพาะไมโครวงจร DW01B เหล่านี้ซึ่งควบคุมพารามิเตอร์การคายประจุทั้งหมดเท่านั้นที่สามารถตัดโหลดได้ และฉันก็ดูเอาต์พุตควบคุมของไมโครวงจรทั้งสี่ด้วยออสซิลโลสโคป วงจรไมโครทั้งสี่ตัวไม่ได้พยายามตัดการเชื่อมต่อโหลดเมื่อไขควงสตาร์ท และแรงดันไฟฟ้าควบคุมจะหายไปจากประตูมอสเฟต เวทย์มนต์หรือชาวจีนทำให้บางสิ่งบางอย่างในวงจรง่าย ๆ เสียหายซึ่งควรอยู่ระหว่างวงจรไมโครและมอสเฟต
และฉันเริ่มวิศวกรรมย้อนกลับส่วนนี้ของบอร์ด พร้อมสบถและวิ่งจากกล้องจุลทรรศน์ไปยังคอมพิวเตอร์

นี่คือสิ่งที่เราได้:


ในสี่เหลี่ยมสีเขียวคือตัวแบตเตอรี่ ในสีน้ำเงิน - ปุ่มจากเอาต์พุตของชิปป้องกันก็ไม่มีอะไรน่าสนใจเช่นกัน ในสถานการณ์ปกติเอาต์พุตไปที่ R2, R10 เป็นเพียง "แขวนอยู่ในอากาศ" ส่วนที่น่าสนใจที่สุดคือในจัตุรัสสีแดง ซึ่งเป็นจุดที่สุนัขควานหา ฉันวาด mosfets ทีละตัวเพื่อความง่าย ด้านซ้ายมีหน้าที่รับผิดชอบในการคายประจุไปยังโหลด ส่วนด้านขวาสำหรับการชาร์จ
เท่าที่ฉันเข้าใจสาเหตุของการปิดเครื่องอยู่ในตัวต้านทาน R6 ผ่านการป้องกัน "เหล็ก" จากการโอเวอร์โหลดในปัจจุบันเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าตกบนตัวมอสเฟตเอง ยิ่งกว่านั้นการป้องกันนี้ทำงานเป็นตัวกระตุ้น - ทันทีที่แรงดันไฟฟ้าที่ฐานของ VT1 เริ่มเพิ่มขึ้นก็จะเริ่มลดแรงดันไฟฟ้าที่ประตูของ VT4 ซึ่งเริ่มลดการนำไฟฟ้าแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมจะเพิ่มขึ้น ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่ฐานของ VT1 และกระบวนการคล้ายหิมะถล่มที่นำไปสู่การเปิด VT1 โดยสมบูรณ์ และด้วยเหตุนี้ การปิด VT4 เหตุใดสิ่งนี้จึงเกิดขึ้นเมื่อสตาร์ทไขควงเมื่อจุดสูงสุดปัจจุบันไม่ถึง 15A ด้วยซ้ำในขณะที่โหลดคงที่ 15A ใช้งานได้ - ฉันไม่รู้ บางทีความจุขององค์ประกอบวงจรหรือการเหนี่ยวนำของโหลดอาจมีบทบาทที่นี่
เพื่อตรวจสอบ อันดับแรกฉันจำลองส่วนของวงจรนี้:


และนี่คือสิ่งที่ฉันได้รับจากผลงานของเธอ:


แกน X คือเวลาเป็นมิลลิวินาที แกน Y คือแรงดันไฟฟ้าเป็นโวลต์
บนกราฟด้านล่าง - โหลดเปิดอยู่ (คุณไม่จำเป็นต้องดูตัวเลขบน Y มันเป็นแบบอิสระเพียงแค่ขึ้น - โหลดเปิดอยู่ลง - ปิด) โหลดมีความต้านทาน 1 โอห์ม
ในกราฟด้านบน สีแดงคือกระแสโหลด สีน้ำเงินคือแรงดันไฟฟ้าที่เกตมอสเฟต อย่างที่คุณเห็น แรงดันเกต (สีน้ำเงิน) จะลดลงตามพัลส์ของกระแสโหลดแต่ละพัลส์ และในที่สุดก็ลดลงเหลือศูนย์ ซึ่งหมายความว่าโหลดจะถูกปิด และจะไม่ถูกกู้คืนแม้ว่าโหลดจะหยุดพยายามใช้บางสิ่ง (หลังจาก 2 มิลลิวินาที) และถึงแม้ว่าจะใช้ mosfet อื่น ๆ ที่มีพารามิเตอร์ต่างกันที่นี่ แต่รูปภาพก็เหมือนกับในบอร์ด BMS - ความพยายามที่จะเริ่มและปิดเครื่องในเวลาไม่กี่วินาที
เอาล่ะ เรามาดูกันว่านี่เป็นสมมติฐานที่ได้ผล และด้วยความรู้ใหม่ ลองเคี้ยววิทยาศาสตร์จีนชิ้นนี้ดู :)
มีสองตัวเลือกที่นี่:
1. วางตัวเก็บประจุขนาดเล็กขนานกับตัวต้านทาน R1 นี่คือ:


ตัวเก็บประจุคือ 0.1 uF ตามการจำลองเป็นไปได้น้อยกว่านั้นมากถึง 1 nf
ผลลัพธ์ของการจำลองในเวอร์ชันนี้:


2. ถอดตัวต้านทาน R6 ออกทั้งหมด:


ผลลัพธ์ของการจำลองตัวเลือกนี้:

ฉันลองทั้งสองตัวเลือก - ใช้งานได้ทั้งคู่ ในตัวเลือกที่สอง ไขควงจะไม่ปิดไม่ว่าในกรณีใด ๆ - สตาร์ท การหมุนถูกบล็อก - หมุน (หรือพยายามอย่างเต็มที่) แต่อย่างใดการใช้ชีวิตโดยปิดการป้องกันไว้ก็ไม่สงบสุขทั้งหมดแม้ว่าจะยังมีการป้องกันไฟฟ้าลัดวงจรในไมโครวงจรก็ตาม
ด้วยตัวเลือกแรก ไขควงจะเริ่มทำงานอย่างมั่นใจในทุกแรงกด ฉันสามารถปิดระบบได้ก็ต่อเมื่อฉันสตาร์ทด้วยความเร็วที่สอง (เพิ่มขึ้นสำหรับการเจาะ) โดยที่หัวจับถูกบล็อกอยู่ แต่ถึงอย่างนั้นมันก็กระตุกค่อนข้างแรงก่อนที่จะปิด ที่ความเร็วแรกฉันไม่สามารถปิดมันได้ ฉันทิ้งตัวเลือกนี้ไว้เพื่อตัวเอง ฉันพอใจกับมันมาก

มีพื้นที่ว่างสำหรับส่วนประกอบต่างๆ บนบอร์ด และดูเหมือนว่าหนึ่งในนั้นจะได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับตัวเก็บประจุนี้ มันถูกออกแบบมาสำหรับขนาด SMD 0603 ดังนั้นฉันจึงบัดกรี 0.1 uF ที่นี่ (วงกลมเป็นสีแดง):

ผลลัพธ์

คณะกรรมการตอบสนองความคาดหวังได้อย่างเต็มที่ แม้ว่าจะเป็นเรื่องที่น่าประหลาดใจก็ตาม :)
ฉันไม่เห็นประเด็นในการอธิบายข้อดีข้อเสีย ทุกอย่างอยู่ในพารามิเตอร์ ฉันจะชี้ให้เห็นข้อดีเพียงข้อเดียว: การดัดแปลงเล็กน้อยโดยสิ้นเชิงทำให้บอร์ดนี้กลายเป็นบอร์ดที่ทำงานได้อย่างสมบูรณ์พร้อมไขควง :)

PS: ให้ตายเถอะ ฉันใช้เวลาในการออกแบบไขควงน้อยกว่าใช้เวลาในการเขียนรีวิวนี้ :)
ZZY: บางทีสหายของฉันที่มีประสบการณ์ด้านพลังงานและวงจรอนาล็อกมากกว่าจะแก้ไขฉันในบางสิ่งบางอย่าง ฉันเองก็เป็นคนดิจิทัลและอะนาล็อกผ่านหลังคา :)

ฉันกำลังวางแผนที่จะซื้อ +266 เพิ่มในรายการโปรด ฉันชอบรีวิว +359 +726

แบตเตอรี่ LiFePO4 มีขนาดกะทัดรัดและใช้งานได้จริง น้ำหนักเบา ทนทาน และเหมาะสมที่สุดสำหรับทุกวัตถุประสงค์ เพื่อป้องกันการคายประจุเกินและการประจุเกิน เพื่อป้องกันกระแสคายประจุมากเกินไปเป็นเวลานาน จึงติดตั้งบอร์ด BMS และเสริมด้วยบาลานเซอร์สำหรับความจุมากกว่าสี่สิบแอมแปร์ ในแง่ของข้อได้เปรียบอุปกรณ์เหล่านี้เหนือกว่า "พี่น้อง" อย่างมีนัยสำคัญ พวกเขาไม่มีเอฟเฟกต์หน่วยความจำ มีความเสถียรทางความร้อนและทางเคมี ไม่เป็นพิษ และไม่ติดไฟในตัวเอง จำนวนรอบขั้นต่ำ แม้ว่าจะใช้งานหนักก็ตาม อย่างน้อย 2,000 รอบ (มากถึง 100%) และหากใช้อย่างอ่อนโยน - ประมาณ 8,000 รอบ (หากคุณไม่ปล่อยเกิน 80%)

การประกอบแบตเตอรี่ LiFePO4 ประกอบด้วยการเชื่อมต่อแบบขนานของเซลล์ของอุปกรณ์ ซึ่งต้องใช้วัสดุฉนวนไฟฟ้า ขั้วต่อ สายเคเบิล เครื่องชาร์จ หัวแร้ง หรือการเชื่อมแบบสัมผัส เซลล์ LiFePO4 แบตเตอรี่จะถูกวางชิดกัน จัดตำแหน่ง และติดกาวเข้าด้วยกันเพื่อความสะดวก (ตามรูปแบบที่เลือกไว้ล่วงหน้า) หลังจากนั้นแพทช์เทคโนโลยีจะถูกลบออกจากแต่ละอัน (โดยใช้บัดกรีหรือมีด) เชื่อมต่อจัมเปอร์บาลานเซอร์และสายไฟ เพื่อป้องกันการลัดวงจร คุณควรใช้การหดด้วยความร้อน

แผนภาพการเชื่อมต่อกับบอร์ด BMS แบบสมมาตร

แผนภาพการเชื่อมต่อบอร์ด BMS

LiFePO4: ประกอบตามกฎ

สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่าควรใช้เซลล์จากชุดเดียวกันมาจะดีกว่า มิฉะนั้นเน้นไปที่การต่อต้านภายใน ไม่ควรทดสอบผลิตภัณฑ์ใหม่เพื่อความจุ

หากโครงสร้างถูกสร้างขึ้นแบบอนุกรม แรงดันไฟฟ้าทั่วทั้งเซลล์จะถูกรวมเข้าด้วยกัน ตัวบ่งชี้ความจุยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ในกรณีนี้จำเป็นต้องปรับสมดุลองค์ประกอบต่างๆ เนื่องจากแต่ละองค์ประกอบจะมีเวลาในการชาร์จที่แตกต่างกัน

การเชื่อมต่อแบบขนานไม่จำเป็นต้องมีการปรับสมดุลของเซลล์ข้ามแนวขนาน แต่จะเกี่ยวข้องกับการรวมความจุและพารามิเตอร์แรงดันไฟฟ้าไม่เปลี่ยนแปลง

คำแนะนำในการประกอบแบตเตอรี่ LiFePO4 ค่อนข้างง่าย แต่กระบวนการนี้ต้องปฏิบัติตามมาตรการความปลอดภัยบางประการ องค์ประกอบทั้งหมดจะต้องได้รับการปกป้องจากแรงกระแทกทางกล ต้องใช้แว่นตานิรภัยในการทำงาน คุณไม่สามารถลัดวงจรเทอร์มินัลที่มีขั้วต่างกันได้ (ทั้งบนตัวแบตเตอรี่และบนอิเล็กโทรด) ขอแนะนำให้ทำการบัดกรีหรือบัดกรีก่อนทำการติดตั้งโครงสร้าง

ทำการเชื่อมต่อ:

1. การเชื่อมจุด.
2. การบัดกรี
3. การเชื่อมต่อแบบเกลียว

ตัวเลือกแรกเหมาะสำหรับการประกอบตัวเองมีประสิทธิภาพและไม่ต้องใช้ทักษะการเรียนรู้ส่วนที่สองต้องทำโดยใช้หัวแร้งที่ทรงพลังและเมื่อดำเนินการกับหน้าสัมผัสไม่เกินสองสามวินาทีและตัวที่สามคือ วิธีที่สะดวกที่สุดในการประกอบแบตเตอรี่ LiFePO4 จากเซลล์ที่มีการเชื่อมต่อแบบสลักเกลียว

การประกอบแบตเตอรี่ LiFePO4 เป็นเรื่องง่าย