Kichocheo cha Usawazishaji wa Betri ya Lithiamu Kimeelezwa chaja 18650 na BMS

Kichocheo cha Usawazishaji wa Betri ya Lithiamu Kimeelezwa chaja 18650 na BMS

Betri za lithiamu ni nguzo za umeme wa kisasa, zikiendesha kila kitu kuanzia miradi ya DIY na droni hadi magari ya umeme. Hata hivyo, ili kuhakikisha zinaishi muda mrefu na kufanya kazi kwa usalama na uaminifu, seli binafsi ndani ya kifurushi cha betri cha seli nyingi lazima zihifadhiwe kwenye kiwango sawa cha voltage. Hapa ndipo balancer ya seli inapoingia. Mwongozo huu, unaotokana na mafunzo ya Robojax, unaeleza kanuni za msingi nyuma ya balancers za seli za betri za lithiamu, unaonyesha jinsi zinavyofanya kazi kivitendo, na kukuonyesha jinsi ya kuziunganisha kwenye vifurushi vyako vya betri.

Kuelewa na kutumia balancer ya seli ni muhimu kwa mtu yeyote anayejenga au kudumisha vifurushi vya betri za lithiamu za seli nyingi. Hapa kuna matumizi kadhaa ya kivitendo:

• Kurefusha maisha ya betri za zana za nguvu: Kujenga upya na kusawazisha vifurushi vya betri za zamani za kuchimba au kukata ili kuvipa maisha mapya.
• Kudumisha betri za droni na RC za burudani: Kuhakikisha vifurushi vya LiPo vinavyotumika kwenye droni, magari ya RC, na ndege vimesawazishwa kwa utendaji bora na muda mrefu wa kuruka.
• Kujenga benki za nguvu za kawaida: Kuunda vifaa vya umeme vya kubebeka vya uwezo mkubwa kutoka kwa seli za 18650, kuhakikisha seli zote zinachaji na kutoa sawasawa.
• Kujenga uhifadhi wa nishati ya jua wa DIY: Kujenga benki ya betri salama na bora kwa mfumo mdogo wa sola usio na gridi.
• Kuboresha baiskeli za umeme na pikipiki: Kubadilisha au kudumisha vifurushi vya betri kwenye magari ya kibinafsi ya umeme ili kuhakikisha usalama na maisha marefu.

Muhtasari wa Vifaa

Ili kufuata mafunzo haya na kujenga mfumo wako wa kusawazisha seli, utahitaji vifaa vifuatavyo. Vingi kati ya hivi vinaweza kupatikana kwenye eBay, AliExpress, au Amazon.

• Moduli za Balancer za Seli: Hizi ni PCB ndogo, mara nyingi za rangi nyekundu au bluu, ambazo zina mzunguko wa kusawazisha. Zinakuja katika usanidi mbalimbali kwa vifurushi vya betri vya 1S, 2S, 3S, na hadi 8S. Mafunzo hasa yanatumia chip ya HY2213 (inayojulikana pia kama BB3A).
• Seli za Betri za Lithiamu: Mafunzo yanatumia seli za 18650, lakini kanuni zinatumika kwa seli nyingine za lithiamu-ion na lithiamu-polymer.
• Kipima Betri: Kifaa rahisi kinachoweza kuchomekwa kwenye kiunganishi cha kusawazisha cha betri ili kuonyesha voltage ya kila seli binafsi. Hii ni muhimu sana kwa kuangalia hali ya kifurushi chako cha betri.
• Ugavi wa Nguvu wa DC: Unatumika katika maonyesho kuiga seli ya betri na kudhibiti voltage kwa usahihi ili kuonyesha wakati hasa balancer inapoamilishwa.
• Multimita: Muhimu kwa kupima voltage na mkondo ili kuthibitisha uendeshaji wa balancer.
• Viunganishi vya JST-XH: Viunganishi vya kawaida vinavyotumika kwa nyaya za kusawazisha kwenye vifurushi vya betri za lithiamu.

Mwongozo wa Uunganishaji wa Nyaya

Kuunganisha balancer ya seli kwenye kifurushi chako cha betri ni mchakato rahisi, lakini unahitaji uangalifu mkubwa kwa mlolongo sahihi. Balancer hufuatilia voltage ya kila seli katika mfululizo wa seli. Ni muhimu kuunganisha nyaya kwa mpangilio sahihi ili kuepuka mzunguko mfupi au kuharibu seli.

Kwa kifurushi cha betri cha mfululizo, seli zimeunganishwa mwisho-kwa-mwisho: terminal chanya ya seli moja inaunganishwa na terminal hasi ya inayofuata. Nyaya za balancer kisha zinaunganishwa kwenye kila sehemu ya makutano katika mfululizo huu. Mafunzo yanaonyesha hili kwa kifurushi cha 3S (seli tatu). Nyaya ya kwanza (B0) inaunganishwa kwenye terminal hasi kuu ya kifurushi, nyaya ya pili (B1) inaunganishwa kwenye makutano kati ya seli 1 na seli 2, nyaya ya tatu (B2) inaunganishwa kwenye makutano kati ya seli 2 na seli 3, na nyaya ya mwisho (B3) inaunganishwa kwenye terminal chanya kuu ya kifurushi. Mantiki hii hiyo inatumika kwa idadi yoyote ya seli, kutoka kifurushi cha 2S hadi 8S.

Kwa uwakilishi wa kuona wa mpango huu wa uunganishaji, tafadhali rejelea mchoro hapa chini.

Jinsi Balancer ya Seli Inavyofanya Kazi

Kazi ya msingi ya balancer ya seli ni kufanya kama mzigo wa akili, unaobadilika kwa seli binafsi. Balancer hupima voltage ya kila seli kila wakati. Wakati voltage ya seli inapozidi kiwango maalum (kawaida 4.2V kwa seli za kawaida za lithiamu-ion), balancer ya seli hiyo inawasha swichi ya ndani (MOSFET) inayounganisha resistor ya nguvu ya juu kwenye terminal za seli. Resistor hii hufanya kama mzigo, ikichota mkondo mdogo, unaodhibitiwa kutoka kwenye seli na kutawanya nishati ya ziada kama joto. Mchakato huu, unaojulikana kama "kusawazisha pasiv," hatua kwa hatua hushusha seli za voltage ya juu hadi kiwango cha seli za voltage ya chini, kuhakikisha kifurushi kizima kimesawazishwa.

Chip ya HY2213 ni chaguo maarufu kwa kazi hii. Ina mzunguko sahihi sana wa kugundua voltage ambao hutumia mikroampere chache tu za mkondo, kwa hiyo haimalizi betri wakati haifanyi kazi. Voltage ya kiwango cha chip imewekwa na mzunguko wake wa ndani, na matoleo tofauti yanapatikana kwa kemikali tofauti za betri. Kwa mfano, toleo la BB3A limeundwa kwa seli za 4.2V, wakati toleo la BB3B linaweza kuwa kwa seli za 4.35V. Mkondo wa kusawazisha unatambuliwa na thamani ya resistor inayotumika. Thamani ya chini ya resistor (kwa mfano, ohm 62) itasababisha mkondo wa juu wa kusawazisha (kwa mfano, ~67mA), wakati resistor ya juu (kwa mfano, ohm 100) itasababisha mkondo wa chini. Hii inakuruhusu kuchagua balancer inayolingana na mahitaji yako.

Maelezo ya Msimbo

Mradi huu unategemea vifaa kabisa na hauhitaji programu yoyote. Moduli za balancer za seli ni mizunguko ya analogi inayojitosheleza inayofanya kazi bila msimbo wowote.

Maonyesho ya Moja kwa Moja ya Mradi

Mafunzo yanatoa mwongozo wazi na wa vitendo wa mchakato wa kusawazisha. Kwa kutumia usambazaji wa nguvu wa DC kuiga seli moja ya betri, mwasilishaji anaongeza voltage polepole huku akifuatilia mkondo kwa kutumia multimeter. Kwa voltages chini ya kizingiti cha 4.2V, mkondo unabaki sifuri, kuonyesha kisawazishaji hakifanyi kazi. Mara tu voltage inapovuka alama ya 4.2V (ndani ya uvumilivu wa 25mV), kisawazishaji kinawasha, na mkondo unaruka hadi takriban 66mA. Hii inathibitisha kwamba MOSFET imewasha na sasa inavuta mkondo kupitia kontena la ohm 62. Wakati voltage inapunguzwa kurudi chini ya kizingiti, kisawazishaji kinazima, na mkondo unarudi chini hadi sifuri.

Video pia inaonyesha jinsi ya kuangalia hali ya kifurushi cha betri kwa kutumia kipima betri. Kifaa hiki kinaunganishwa kwenye kiunganishi cha usawazishaji na kinaonyesha voltage ya kila seli, na kurahisisha kuona kama kifurushi kimesawazishwa au kama seli moja au zaidi ziko nje ya vipimo. Mwasilishaji pia anaonyesha kifurushi kipya kabisa cha betri cha 3S kilichosawazishwa kikamilifu, ambapo seli zote zinasoma karibu sana na voltage sawa.

Mazingatio Muhimu

Kuna mambo machache muhimu ya kukumbuka wakati wa kufanya kazi na visawazishaji vya seli:

• Usawazishaji ni hatua ya mwisho: Visawazishaji hivi vimeundwa kufanya kazi tu wakati betri iko karibu na chaji kamili. Ikiwa voltage ya seli iko chini ya kizingiti cha 4.2V, kisawazishaji hakitafanya chochote. Hii ndiyo sababu chaja nyingi za betri hujumuisha awamu ya usawazishaji mwishoni mwa mzunguko wa kuchaji.
• Usiunganishe chaja wakati wa kusawazisha: Wakati kisawazishaji kinavuta mkondo kutoka kwenye seli, haupaswi kuwa na chaja au chanzo cha nguvu kilichounganishwa kwenye betri. Hii ndiyo sababu chaja maalum huzima mkondo wao wa kuchaji kabla ya awamu ya usawazishaji kuanza. Kuunganisha chaja wakati wa kusawazisha kunaweza kusababisha uharibifu.
• Andaa kifurushi chako kwa usahihi: Wakati wa kujenga kifurushi cha betri, ni muhimu kuunganisha seli kwa mfululizo (chanya hadi hasi) ili kuongeza voltage. Waya za kisawazishaji kisha huunganishwa kwenye kila sehemu ya viunganisho vya mfululizo. Kosa hapa linaweza kusababisha mzunguko mfupi.

Sura

• [00:00] Utangulizi wa mafunzo ya kisawazishaji cha seli
• [00:53] Kwa nini usawazishaji wa betri ni muhimu
• [02:07] Jinsi mzunguko wa kisawazishaji unavyofanya kazi
• [03:29] Chipu ya HY2213 na vipimo vyake
• [03:45] Kuchunguza mchoro wa kisawazishaji
• [05:47] Vipengele vikuu: MOSFET na kontena
• [06:24] Chaja za betri zilizo na visawazishaji vilivyojengewa ndani
• [07:41] Kutumia kipima betri kuangalia voltages za seli
• [09:19] Kuandaa kifurushi cha betri kwa kisawazishaji
• [11:27] Onyesho la moja kwa moja la mchakato wa kusawazisha
• [15:41] Hitimisho na mawazo ya mwisho