Papan ini telah lama disimpan sampai ada kesempatan untuk menggunakannya untuk tujuan yang dimaksudkan. Jika Anda menyukai diagram dan alat, itu akan menarik.

Jika ada yang ingat, saya memiliki obeng yang telah dikonversi
Selama lebih dari 2 tahun ia bekerja secara aktif dan teratur, mengosongkan dan mengisi daya sebanyak 40 kali.
Sampai dia membebani dirinya sendiri, membuat lubang ventilasi di OSB dengan mahkota 102 mm, nyaris tidak memegang alat dengan kedua tangan :)


Obeng yang dijalin dgn tali juga tidak dapat mengatasi pekerjaan ini, dan tidak ada bor yang kuat. Akibatnya salah satu baterai tidak tahan terhadap penyalahgunaan dan rusak. Sama sekali:(
Setelah baterai dibongkar sebagian, ternyata kontak strip aluminium ke gulungan telah terbakar. Saya belum tahu cara memperbaiki baterai :(




Alat ini sangat dibutuhkan, jadi pikiran pertama adalah membeli baterai LiMn2O4 26650 yang sama dan segera memulihkan baterainya. Namun baterai yang sama tidak ditemukan di toko. Memesan dari China dan menunggu terlalu lama...
Selain itu, saya memutuskan untuk menambahkan papan pelindung PASI ke unit untuk mencegah hal ini terjadi lagi. Tapi masalahnya sama sekali tidak ada ruang kosong di baterai :(
Singkatnya, saya membeli SONY US18650VTC4 arus tinggi yang relatif murah (2100mAh 30A puncak 60A). Harganya 750 rubel untuk 3 buah - ini sedikit lebih mahal daripada memesan dari China, tapi di sini dan sekarang! Telah mengambil
Kapasitas 2100 mAh tentu saja jauh lebih kecil dari yang sebelumnya 3500 mAh, tapi saya akan bertahan, Anda masih lebih cepat lelah daripada habisnya. Saat istirahat merokok dan jajan berikutnya bisa diisi ulang, apalagi sekarang saya akan mengisinya dengan charger baru yang berarus tinggi :)
Saya memeriksa sisa dua baterai 26650 3500mAh yang sebelumnya berfungsi untuk kapasitas sisa - saya mendapatkan 3140mAh. Penurunan kapasitas sebesar 10% cukup dapat diterima dan baterai masih dapat digunakan di suatu tempat.

Jika diinginkan, board ini dapat dengan mudah diubah menjadi 2S hanya dengan menghubungkan B2 dan B+ dengan jumper, sedangkan sakelar daya dapat menjadi lebih panas karena peningkatan resistansi saluran sakelar medan.
Pengendali memberikan perlindungan

Tanpa melanggar prinsip saya, saya menyalin diagram sirkuit aslinya.


Meskipun skemanya terlihat rumit, namun cara kerjanya sederhana dan jelas. Tentu saja, kesalahan belum hilang - orang Cina tetap mempertahankan jejaknya :)
Penomoran transistor ditampilkan secara konvensional.
Konverter level dan penambah sinyal dengan HY2210 dipasang pada transistor pnn Q1-Q6
Logika transistor sederhana untuk mengendalikan sakelar daya dirakit pada transistor n-p-n Q7-Q9
Q7 terbuka ketika baterai terisi daya berlebih hingga tegangan di bawah 2,40V, pemulihan terjadi ketika tegangan melebihi 3,0V (setelah melepaskan beban atau menghubungkan ke pengisian daya).
Q8 memastikan bahwa kait pelindung setelah dipicu hingga beban benar-benar hilang. Pada saat yang sama, ia memberikan perlindungan kecepatan tinggi jika terjadi korsleting beban ketika arus melonjak di atas 100A.
Q9 terbuka ketika baterai diisi ulang ke tegangan di atas 4,28V; pemulihan terjadi di bawah beban pada tegangan di bawah 4,08V. Dalam hal ini, saklar daya tidak mengganggu aliran arus pelepasan.
Saya tidak memeriksa ambang batas pasti semua pengontrol, karena... ini padat karya, namun kenyataannya tidak jauh berbeda dengan yang tercantum dalam spesifikasi.

S1 dan S2 hanyalah titik kontrol dan tidak ada hubungannya dengan perlindungan termal. Selain itu, mereka tidak dapat terhubung satu sama lain. Saya akan memberi tahu Anda dan menunjukkan di bawah ini cara menghubungkan perlindungan termal dengan benar.
Sinyal muncul di S1 ​​ketika ada elemen yang kelebihan muatan.
Sinyal muncul di S2 ketika ada elemen yang terisi daya berlebih, serta setelah proteksi arus dipicu.
Konsumsi papan saat ini sangat kecil (beberapa mikroamp).

Baterai baru

Baterai sudah ditandatangani dan diuji, kapasitasnya sesuai dengan nominal

Meskipun terdapat mesin las resistansi, saya menyolder baterainya, karena... dalam hal ini ini adalah solusi terbaik.
Sebelum menyolder, baterai harus dikalengkan dengan baik.

Baterai disolder dan dipasang di tempatnya

Papan sudah disolder (di foto papan sudah didesain ulang)
Hati-hati jangan sampai membuat ujung baterai menjadi pendek.

Kabel listrik - dalam insulasi silikon 1,5 mm persegi
Kabel kontrol - MGTF-0.2

Diagram sambungan papan pada umumnya tidak optimal karena Ada sebanyak 4 kabel listrik yang menuju ke papan. Saya menghubungkannya menggunakan skema yang lebih sederhana, ketika hanya 2 kabel daya yang masuk ke papan. Sambungan ini diperbolehkan bila kabel penghubung ke baterai pendek.

Di bawah beban, ketika Anda menekan pelatuk dengan tajam, pelindung papan segera terpicu :(
Pada awalnya, saya secara logis berasumsi bahwa itu terputus karena kelebihan arus, tetapi korslet papan shunt tidak mengubah apa pun. Menjadi jelas bahwa bukan kelebihan beban pada papan yang memicu perlindungan.
Selanjutnya, saya menghubungkan osiloskop dalam mode perekaman ke baterai dan memeriksa voltase di bawah beban. Tegangan berhasil turun di bawah 7V dan proteksi langsung berfungsi :(
Inilah alasan perlindungan dipicu. Mengapa voltasenya turun drastis, padahal baterainya berarus tinggi? Mari kita mulai melakukan pengukuran dan perhitungan:
- tegangan baterai 11.4V (HP890CN)
- resistansi internal baterai dari datasheet pada DC-IR 66 mOhm (3x22 mOhm)
- Resistansi motor terukur 63mOhm
- resistansi kabel penghubung dan sakelar obeng - 23 mOhm
- resistansi papan pelindung - shunt + MOSFET + kabel koneksi - 10 mOhm
Resistansi rangkaian total 66+63+23+10=162mOhm
Arus rangkaian 11,4/0,162= 70A
Namun banyak...

Namun masalahnya bukan pada arusnya, melainkan penurunan tegangan pada baterai.
Pada arus 70A, tegangan masing-masing baterai berkurang 70*0,022=1,54V dan menjadi 3,8-1,54=2,26V. Inilah alasan sebenarnya perlindungan dipicu!
Tidak disarankan untuk menyetel atau melepas pelindung - keamanan penggunaan berkurang, jadi sebaiknya perlambat saja saat mesin hidup. Tambahkan kapasitor 0,47uF ke tempat yang tepat dan penundaan siap :)
Jika sulit bagi seseorang untuk menyolder uang receh ke papan, Anda dapat menyolder kapasitor dengan sambungan yang dipasang di permukaan antara S1 dan B-
Lebih mudah bagi saya untuk memasang kapasitor SMD :)
Sekarang terdapat cukup waktu bagi mesin untuk berputar di bawah beban. Ketika mesin mengalami penyumbatan parah pada kecepatan penuh, perlindungan diaktifkan setelah 0,3 detik, dan tidak seketika, seperti sebelumnya.
Papan yang didesain ulang


Jangan perhatikan resistor 470kOhm - resistor 510kOhm asli rusak akibat percobaan dan diganti dengan apa pun yang ada :)
Papan berisi sirkuit resistansi tinggi, jadi setelah menyolder, papan harus dicuci bersih.

Skema setelah pengerjaan ulang

Deskripsi semua perbaikan
1. Kapasitor 0,1 μF yang tidak perlu disolder dari pin 2 HY2210 ke shunt. Tidak jelas mengapa mereka memasangnya; itu tidak ada dalam lembar data untuk HY2210. Itu tidak mempengaruhi pekerjaan, tapi saya menyoldernya agar tidak berbahaya.
2. Resistor basis-emitor telah ditambahkan untuk pemulihan normal setelah perlindungan dipicu.
Tanpanya, pemulihan otomatis perlindungan setelah melepas beban menjadi sangat tidak stabil, karena Gangguan sekecil apa pun pada P- mencegah perlindungan diatur ulang. Nilai resistor yang cocok adalah 1-3MOhm. Saya menyolder resistor ini dengan hati-hati langsung ke terminal transistor. Hati-hati jangan sampai terlalu panas!
3. Kapasitor 0,47uF telah ditambahkan untuk memperlambat respons perlindungan pelepasan berlebih dari 25ms (khas untuk HY2210) menjadi 300ms. Saya mencoba menghubungkan kapasitor 0,1uF - perlindungannya merespons terlalu cepat untuk motor RS-775 yang besar dan kuat. Jika mesinnya benar-benar brutal, Anda mungkin perlu memasang kapasitor yang lebih kapasitif, misalnya 1 µF

Sekarang menekan pelatuk dengan tajam di bawah beban tidak memicu perlindungan :)

Menghubungkan sakelar termal pelindung.
Sakelar termal NO dan NC dapat dihubungkan ke board ini.
Saya menyediakan diagram di bawah ini.


Saya menggunakan NO saklar termal KSD 9700 5A 70ºC

Merekatkannya ke baterai

Pada saat yang sama, saya memutuskan untuk meninggalkan pengisian daya dari catu daya melalui resistor pembatas arus dan mengisi daya baterai dengan pengisi daya 3S 12.6V 3A yang dikonversi.

Skema terakhir menjadi seperti ini

Pengisian Colaier 12.6V 3A

Saya sudah melakukan UV padanya. kirich, tapi seperti biasa saya punya sesuatu untuk ditambahkan

Dalam bentuk aslinya, pengisi daya tidak menahan arus 3A yang dinyatakan dan terlalu panas. Selain itu, ia memancarkan interferensi nyata ke penerima radio terdekat.
Pengisi daya dibongkar bahkan sebelum pengujian :)

Pengisian daya berbeda dari catu daya sederhana dengan tambahan elemen rangkaian pembatas arus yang dipasang.

Saya akan menjelaskan secara singkat tentang modifikasi :)
- Memasang filter masukan yang hilang. Sekarang radio tidak merespons pengisian daya.
- Memindahkan termistor NTC1 (5D-9) dan sekering LF1 (T2A) ke tempat yang tepat
- Ada ruang di papan untuk memasang resistor pelepasan R1 + R2. Mereka diperlukan untuk melepaskan CX1 setelah memutus pengisian daya dari jaringan. Saya memasang resistor pelepasan OMLT-0,5 620 kOhm secara paralel dengan CX1 :)

Saya memasang output choke L1 alih-alih jumper. Pengoperasian tidak terpengaruh sama sekali, karena riak keluaran untuk pengisian daya tidak terlalu penting.

Mengurangi tegangan keluaran dari 12.8V menjadi 12.65V dengan menghubungkan resistor 390kOhm secara paralel dengan resistor R29 8.2kOhm
- Mengurangi arus keluaran dari 3,2A menjadi 2A dengan mengganti resistor 1,6kOhm R26 dengan resistor 1kOhm


Arus berkurang karena, pertama, pengisi daya ini tidak dapat mengalirkan arus sebesar 3A tanpa panas berlebih, dan kedua, karena baterai US18650VTC4 memiliki arus pengisian maksimum sebesar 2A.
Tata letak PCB tidak dilakukan dengan benar, sehingga stabilitas tegangan dan arus keluaran buruk. Saya tidak mengubahnya karena tidak terlalu penting.

Kesimpulan:
- Baterai SONY US18650VTC4 hanya memiliki satu kelemahan - kapasitas kecil
- Papan BMS 3S 25A mampu bekerja normal setelah sedikit modifikasi
- Charging 3S 12.6V 3A dalam bentuk aslinya kurang berfungsi memuaskan dan memerlukan perbaikan yang signifikan, saya tidak bisa merekomendasikannya, maaf

Setelah dimodifikasi, obeng sudah berfungsi normal selama 4 bulan. Penurunan dayanya tidak terasa, pengisiannya cepat, hanya dalam waktu satu jam.

Baterai LiFePO4 kompak dan fungsional, ringan, tahan lama, dan optimal untuk tujuan apa pun. Untuk melindungi terhadap overdischarge dan overcharge, untuk mencegah kelebihan arus pelepasan yang berkepanjangan, dilengkapi dengan papan BMS, dan untuk kapasitas lebih dari empat puluh ampere dilengkapi dengan penyeimbang. Dalam hal keunggulannya, perangkat ini jauh lebih unggul dari “saudaranya”; perangkat ini tidak memiliki efek memori, stabil secara termal dan kimia, tidak beracun, dan tidak dapat terbakar sendiri. Jumlah minimum siklus, bahkan dengan penggunaan intensif, setidaknya 2000 (hingga 100% pengosongan), dan dengan penggunaan lembut - sekitar 8000 (jika Anda tidak mengeluarkan lebih dari 80%).

Rakitan baterai LiFePO4 terdiri dari sambungan seri-paralel sel-sel perangkat. Hal ini memerlukan bahan isolasi listrik, konektor, kabel, pengisi daya, besi solder atau pengelasan resistansi, sel LiFePO4. Baterai ditempatkan bersama, disejajarkan, dan direkatkan untuk kenyamanan (sesuai dengan pola yang telah dipilih sebelumnya). Setelah itu, tambalan teknologi dilepas dari masing-masing (menggunakan solder atau pisau), jumper, penyeimbang, dan kabel listrik dihubungkan. Untuk melindungi dari korsleting, Anda harus menggunakan heat shrink.

Diagram koneksi dengan papan BMS simetris

Diagram koneksi papan BMS

LiFePO4: perakitan sesuai aturan

Penting untuk diingat bahwa lebih baik menggunakan sel dari batch yang sama, jika tidak, fokuslah pada resistansi internalnya. Bukan produk baru yang harus diuji kapasitasnya.

Jika struktur dibuat secara seri, maka tegangan melintasi sel dijumlahkan, indikator kapasitansi tetap tidak berubah. Dalam hal ini perlu dilakukan keseimbangan unsur-unsurnya, karena masing-masing unsur akan mempunyai waktu pengisian yang berbeda-beda.

Sambungan paralel tidak memerlukan penyeimbangan sel di seluruh paralel, ini melibatkan penjumlahan kapasitansi, dan parameter tegangan tidak berubah.

Petunjuk untuk merakit baterai LiFePO4 cukup sederhana, tetapi prosesnya memerlukan kepatuhan terhadap langkah-langkah keselamatan tertentu. Semua elemen harus dilindungi dari guncangan mekanis; kacamata pengaman harus digunakan untuk bekerja. Anda tidak dapat melakukan hubungan arus pendek pada terminal dengan polaritas berbeda (baik pada baterai itu sendiri maupun pada elektroda); disarankan untuk melapisinya atau menyoldernya sebelum memasang struktur.

Koneksi dibuat:

1. Pengelasan titik.
2. Pematerian.
3. Sambungan baut.

Opsi pertama cocok untuk perakitan sendiri, efektif dan tidak memerlukan keterampilan penguasaan, yang kedua harus dilakukan menggunakan besi solder yang kuat dan ketika bekerja pada kontak tidak lebih dari beberapa detik, dan yang ketiga adalah cara paling mudah untuk merakit baterai LiFePO4 dari sel yang memiliki sambungan baut.

Merakit baterai LiFePO4 itu sederhana.

Saat ini di Rusia terjadi peningkatan jumlah produsen kendaraan listrik otonom berdaya rendah dan menengah. Ini tidak hanya mencakup mobil listrik dan transportasi perkotaan. Traksi listrik berhasil digunakan untuk penjualan loader, gudang dan peralatan pertanian, di bidang perikanan dan perburuan untuk berburu dan memancing secara diam-diam (kereta, perahu, ATV), serta di bidang olah raga dan hiburan.

Produsen sebagian besar kendaraan ini menggunakan penggerak listrik berdaya sedang dan baterai litium sebagai sumber tenaganya. Untuk memastikan pengoperasian sistem seperti itu dengan benar dan aman, perlu untuk memantau pengisian daya setiap sel baterai. Sebagian besar produsen menggunakan sistem kontrol yang sudah jadi untuk ini ( BMS) produksi luar negeri (RRC, USA, Jerman).

Catu daya lithium yang paling efisien, banyak digunakan pada kendaraan listrik, berdasarkan sifatnya menghasilkan tegangan operasi sekitar 3,2...4 V. Untuk memastikan pengoperasian penggerak listrik pada tegangan yang lebih tinggi, mereka dihubungkan secara seri. Dengan konfigurasi baterai ini, jika parameter satu atau beberapa sel berubah, ketidakseimbangan dapat terjadi - pengisian daya yang berlebihan, pengosongan sel yang berlebihan, dalam kasus terburuk mencapai 30%. Mode ini secara signifikan (beberapa kali lipat) mengurangi masa pakai baterai.

Sistem BMS memungkinkan Anda mengontrol dan menyeimbangkan muatan sel baterai yang terhubung seri dan paralel pada kendaraan listrik otonom.

Ada 2 jenis utama penyeimbangan sel baterai: aktif dan pasif.

Ketika tegangan pori tercapai, sistem penyeimbang pasif mulai membuang energi pada resistor dalam bentuk panas, dan proses pengisian berhenti kemudian, setelah mencapai tegangan ambang batas yang lebih rendah, sistem kembali mulai mengisi daya seluruh baterai; Proses pengisian berhenti ketika tegangan semua sel berada dalam kisaran yang diperlukan.

Penyeimbangan pasif adalah sistem searah; ia hanya dapat menyerap muatan sel. Sistem penyeimbang aktif menggunakan konverter DC-DC dua arah, sehingga memungkinkan energi dari sel yang lebih bermuatan diarahkan ke sel yang lebih kosong di bawah kendali mikrokontroler. BMS. Sakelar matriks menyediakan perutean muatan ke dalam atau ke luar sel. Sakelar terhubung ke DC-DC ke konverter yang mengatur arus, bisa positif bila sel perlu diisi, negatif bila perlu dikosongkan. Daripada menggunakan resistor dan membuang panas, jumlah arus yang mengalir selama pengisian dan pengosongan dikendalikan oleh algoritma penyeimbangan beban.

Sistem penyeimbangan pasif analog adalah yang paling banyak digunakan. Gambar tersebut menunjukkan sistem tipikal dan karakteristiknya.

Kami telah mengembangkan model matematika baterai yang terdiri dari 16 LiFePO 4 sel, kontrol muatannya dilakukan melalui pasif BMS. Model matematika baterai LiFePO 4 sel dalam sistem Matlab— Tautan Simu memperhitungkan karakteristik pengisian dan pengosongan baterai non-linier yang sesuai dengan jenis sel tertentu, resistansi internal, serta tingkat kapasitas maksimum saat ini yang berubah selama siklus hidup sel.

Penyeimbang pasif dihubungkan secara paralel ke masing-masing sel. Untuk mengontrol proses pengisian dan penyeimbangan, dihubungkan dengan kunci secara seri, yang pembukaan dan penutupannya dilakukan sesuai perintah yang datang dari BMS. Penelitian dilakukan untuk tahap akhir pengisian baterai dari sumber tegangan ideal.

Osilogram proses pengisian baterai yang terdiri dari 16 sel LiFePO4, salah satunya “rusak” dan berkapasitas lebih rendah

Gambar tersebut menunjukkan kasus di mana parameter salah satu sel diubah, khususnya, kasus hilangnya kapasitas dan peningkatan resistansi internal disimulasikan, yang dapat terjadi dalam kehidupan nyata, misalnya, sebagai akibat dari benturan atau karena terlalu panas.

Sel yang rusak mengisi daya lebih cepat dan mencapai voltase yang dibutuhkan terlebih dahulu. Namun, tidak ada pengisian lebih lanjut yang dilakukan. Berdasarkan prinsip yang dijelaskan di atas, penyeimbang mulai bekerja. Sel yang tersisa, ditandai dengan warna hijau, mempertahankan tingkat kapasitasnya saat ini saat proses pengisian daya berhenti, dan terus mengisi daya saat proses pengisian dilanjutkan.

Ketika level tegangan semua sel mencapai kisaran yang diperlukan, proses pengisian berhenti

Di era modern dimana baterai litium dipopulerkan secara umum, siapa pun, bahkan pengguna perangkat rumah tangga biasa, setidaknya harus memiliki pemahaman tentang fungsi baterai dan faktor risiko selama pengoperasiannya. Di antara kecelakaan yang terjadi dengan baterai (misalnya, rokok elektronik), hanya sebagian kecil yang disebabkan oleh cacat produksi; paling sering, malfungsi disebabkan oleh pengoperasian yang tidak tepat;

Dalam artikel kami, kami akan melihat teknologi terbaru yang dirancang untuk melindungi baterai litium, dan juga memberi tahu Anda mengapa teknologi itu sangat penting.

Dari teori baterai litium, Anda dapat mempelajari bahwa pengisian daya yang berlebihan, pengosongan yang berlebihan, atau pengosongan dengan arus yang terlalu tinggi, serta korsleting, merupakan kontraindikasi bagi baterai tersebut. Ketika baterai terisi berlebihan, ikatan logam terbentuk antara katoda dan anoda di baterai, yang menyebabkan korsleting saat mengisi daya baterai, yang dapat menyebabkan kerusakan tidak hanya pada baterai, tetapi juga pada pengisi daya. Pengisian daya yang berlebihan (tegangan baterai melebihi tegangan yang diizinkan) segera menyebabkan kebakaran, dan seringkali bahkan ledakan.

Pembakaran baterai lithium tidak memerlukan oksigen - ini terjadi secara anaerobik, sehingga metode pemadaman standar tidak cocok; Selain itu, ketika litium bereaksi dengan air, gas hidrogen yang mudah terbakar juga dilepaskan, yang hanya memperburuk situasi. Pengosongan dengan arus tinggi menyebabkan pembengkakan baterai, dan jika integritas cangkangnya rusak, litium akan bereaksi dengan uap air di udara, yang dengan sendirinya dapat menyebabkan kebakaran.

Semua ini sama sekali tidak meniadakan keunggulan baterai yang nyata, termasuk:

• kepadatan energi yang tinggi per satuan massa
• persentase self-discharge yang rendah
• hampir tidak adanya efek memori (saat mengisi daya elemen yang tidak terisi penuh menyebabkan penurunan kapasitas)
• rentang suhu pengoperasian yang besar

Sedikit penurunan tegangan selama proses pengosongan membebankan beberapa tanggung jawab pada pengguna. Jangan melebihi volume maksimumtage (4.25 V), turunkan volumetage di bawah minimum (2.75 V), atau melebihi arus pengoperasian, yang berbeda-beda untuk setiap model. Dan dalam masalah rumit ini, perangkat khusus akan membantu kita - pengontrol BMS!

Apa itu BMS?

Diterjemahkan dari bahasa Inggris, BMS (Battery Management System) adalah sistem manajemen baterai. Konsep ini terlalu luas, sehingga menjelaskan hampir semua perangkat yang dengan satu atau lain cara memastikan pengoperasian baterai yang benar pada perangkat tertentu, dimulai dengan papan pelindung atau penyeimbang sederhana, diakhiri dengan perangkat mikrokontroler kompleks yang menghitung arus pelepasan dan arus pelepasan. jumlah siklus pengisian daya (misalnya, seperti pada baterai laptop) . Kami tidak akan mempertimbangkan perangkat yang rumit - biasanya, perangkat tersebut spesifik dan tidak ditujukan untuk amatir radio rata-rata, tetapi diproduksi hanya berdasarkan pesanan untuk produsen perangkat besar.

Apa yang dijual dimana-mana dapat dibagi menjadi empat kategori:

• penyeimbang
• proteksi (arus, tegangan)
• papan yang menyediakan pengisian daya (ya, itu juga dianggap sebagai perangkat BMS)
• kombinasi tertentu dari opsi di atas, hingga menggabungkan semuanya menjadi satu perangkat

Semakin fungsional dan luas perlindungannya, semakin lama masa pakai baterai Anda.

Prinsip pengoperasian pengontrol BMS

Mari kita lihat berdasarkan prinsip apa sistem PASI memenuhi tujuannya.

Secara struktural, dewan dapat dibedakan:

• chip perlindungan
• kabel analog (untuk menentukan arus/penyeimbang baterai)
• transistor daya (untuk memutuskan beban)

Perhatikan lebih dekat pengoperasian masing-masing perlindungan.

Proteksi arus (korsleting/arus lebih)

Ada banyak pilihan untuk mengetahui berapa banyak arus yang mengalir melalui suatu saluran. Yang paling umum adalah shunt (mengukur penurunan tegangan pada resistor berdaya tinggi dan resistansi rendah), namun memerlukan akurasi pengukuran yang tinggi dan sangat rumit. Metode pengukuran berdasarkan efek Hall tidak memiliki kelemahan ini, tetapi lebih mahal, oleh karena itu metode yang paling umum untuk menentukan hubung singkat pada suatu saluran adalah dengan mengukur tegangan, yang turun hampir ke nol dalam mode hubung singkat.

Pengontrol modern memungkinkan Anda melakukan ini dalam waktu yang sangat singkat, di mana tidak ada kerusakan yang akan terjadi pada perangkat yang terhubung atau baterai itu sendiri. Tetapi proteksi arus juga dapat berfungsi pada shunt - lagi pula, dalam kasus BMS, pengukuran yang tepat tidak diperlukan, hanya transisi penurunan tegangan melalui ambang batas tertentu yang penting. Begitu peristiwa itu terjadi, pengontrol langsung mematikan beban dengan menggunakan transistor.

Perlindungan tegangan (terhadap overcharge atau overdischarge)

Perlindungan ini lebih mudah dipahami, karena pengukuran tegangan dapat dengan mudah dilakukan menggunakan konverter analog-ke-digital. Tetapi ada juga beberapa kekhususan di sini - perlu dicatat bahwa jika pengontrol melindungi sejumlah besar baterai yang terhubung seri, maka biasanya pengontrol mengukur tegangan masing-masing bank secara pribadi, karena perbedaan terkecil dalam elemen yang mereka miliki adalah yang terkecil. perbedaan kapasitas, yang mengakibatkan pelepasan yang tidak merata dan kemampuan untuk menanam elemen individu “ke nol”.

Beberapa sistem tidak menghubungkan beban tanpa menunggu baterai diisi ulang hingga tegangan tertentu setelah pemicu pelepasan berlebih dipicu, artinya, mengisi ulang elemen selama beberapa menit saja tidak cukup agar dapat bekerja setidaknya selama satu tahun. waktu singkat - biasanya perlu diisi hingga tegangan pengenal (3,6 - 4.2V, tergantung pada jenis baterai).

Perlindungan suhu

Jarang ditemukan di perangkat modern, tetapi bukan tanpa alasan sebagian besar baterai ponsel dilengkapi dengan kontak ketiga - ini adalah output dari termistor (sebuah resistor yang memiliki ketergantungan resistansi yang jelas pada suhu sekitar). Biasanya, panas berlebih tidak terjadi dengan sendirinya dan jenis proteksi lain memiliki waktu untuk beroperasi lebih awal - misalnya, panas berlebih dapat disebabkan oleh korsleting.

Algoritma pengisian baterai

Pengisian baterai lithium terjadi dalam 2 tahap: CC (arus konstan) dan CV (tegangan konstan). Selama tahap pertama, pengisi daya secara bertahap meningkatkan voltase sehingga elemen bermuatan mengambil arus yang ditentukan (nilai yang biasa disarankan adalah 1 kapasitas baterai). Ketika tegangan mencapai 4V, pengisian berpindah ke tahap kedua dan mempertahankan tegangan 4,2V pada baterai.

Ketika suatu elemen praktis berhenti mengambil arus, ia dianggap bermuatan. Dalam praktiknya, algoritme dapat diimplementasikan menggunakan catu daya laboratorium biasa, tetapi mengapa, jika ada sirkuit mikro khusus yang telah diasah sebelumnya untuk melakukan rangkaian tindakan ini, misalnya, yang paling terkenal, TP4056, mampu mengisi daya? dengan arus hingga 1A.

Apa itu penyeimbangan?

Kami meninggalkan fungsi BMS yang paling menarik untuk yang terakhir – fungsi menyeimbangkan elemen baterai multi-sel.

Jadi apa itu penyeimbangan? Prosesnya sendiri melibatkan pemerataan tegangan pada sel baterai yang dihubungkan secara seri untuk meningkatkan tegangan keseluruhan rakitan. Karena sedikit perbedaan dalam kapasitas baterai, baterai akan diisi dalam waktu yang sedikit berbeda, dan meskipun satu bank mungkin telah mencapai puncak pengisian dayanya, bank lain mungkin masih belum terisi penuh.

Ketika rangkaian seperti itu dikosongkan dengan arus tinggi, elemen yang paling bermuatan, menurut hukum Ohm, akan mengambil arus yang lebih besar (dengan resistansi yang sama, arus akan bergantung pada tegangan yang ada pada penyebut rumus), yang akan menyebabkan keausannya semakin cepat dan dapat merusak elemen. Untuk menghindari masalah ini, penyeimbang baterai digunakan - perangkat khusus yang menyamakan tegangan pada bank ke tingkat yang sama.

!
Sekarang kami, bersama dengan penulis saluran YouTube “Radio-Lab”, akan merakit baterai untuk 4 bank dari baterai Li-ion 18650 individual dengan papan pelindung, juga dikenal sebagai BMS.

Untuk proyek penulis di masa depan, baterai seperti itu akan dibutuhkan. Di Internet, dia membeli 8 baterai Li-ion ini dari hasil pembongkaran, seperti perusahaan Sanyo.

Tegangan pada input adalah 19,6V, dan pada output konverter secara bertahap akan meningkat ke level baterai yang terisi dan pada akhirnya LED biru akan padam, LED merah akan menyala dan papan BMS akan menyala. mematikan baterai.