Lityum Pil Hücre Dengeleyici Açıklaması şarj cihazı 18650 ve BMS

Lityum Pil Hücre Dengeleyici Açıklaması şarj cihazı 18650 ve BMS

• Elektrikli el aleti pillerinin ömrünü uzatma: Eski matkap veya testere pil paketlerini yeniden inşa edip dengeleyerek onlara yeni bir ömür kazandırmak.
• Drone ve RC hobi pillerinin bakımı: Drone'larda, RC arabalarda ve uçaklarda kullanılan LiPo paketlerinin maksimum performans ve uçuş süresi için dengelenmesini sağlamak.
• Özel güç bankaları oluşturma: 18650 hücrelerden yüksek kapasiteli taşınabilir güç kaynakları üretmek, tüm hücrelerin eşit şekilde şarj ve deşarj olmasını sağlamak.
• DIY güneş enerjisi depolama sistemi kurma: Küçük, şebekeden bağımsız bir güneş kurulumu için güvenli ve verimli bir pil bankası inşa etmek.
• Elektrikli bisiklet ve scooter'ları yükseltme: Kişisel elektrikli araçlardaki pil paketlerini güvenlik ve uzun ömür sağlamak için değiştirmek veya bakımını yapmak.

Donanıma Genel Bakış

Bu eğitimi takip etmek ve kendi hücre dengeleme düzeneğinizi kurmak için aşağıdaki bileşenlere ihtiyacınız olacak. Bunların çoğu eBay, AliExpress veya Amazon'da bulunabilir.

• Hücre Dengeleyici Modülleri: Bunlar, dengeleme devresini içeren, genellikle kırmızı veya mavi renkli küçük PCB'lerdir. 1S, 2S, 3S ve 8S'e kadar pil paketleri için çeşitli konfigürasyonlarda gelirler. Eğitimde özellikle HY2213 çipi (BB3A olarak da bilinir) kullanılmaktadır.
• Lityum Pil Hücreleri: Eğitimde 18650 hücreler kullanılmaktadır, ancak prensipler diğer lityum-iyon ve lityum-polimer hücreler için de geçerlidir.
• Pil Test Cihazı: Pilin balans konnektörüne takılarak her bir hücrenin voltajını gösteren basit bir cihaz. Pil paketinizin durumunu kontrol etmek için çok değerlidir.
• DC Güç Kaynağı: Gösterimde bir pil hücresini simüle etmek ve dengeleyicinin tam olarak ne zaman devreye girdiğini göstermek için voltajı hassas bir şekilde kontrol etmek amacıyla kullanılır.
• Multimetre: Dengeleyicinin çalışmasını doğrulamak için voltaj ve akımı ölçmek için gereklidir.
• JST-XH Konnektörler: Lityum pil paketlerinde balans kabloları için kullanılan standart konnektörlerdir.

Bağlantı Kılavuzu

Bir hücre dengeleyiciyi pil paketinize bağlamak basit bir işlemdir, ancak doğru sıraya dikkat edilmesini gerektirir. Dengeleyici, seri bir dizideki her hücrenin voltajını izler. Kısa devreleri veya hücrelere zarar gelmesini önlemek için kabloları doğru sırayla bağlamak çok önemlidir.

Seri bir pil paketi için hücreler uç uca bağlanır: bir hücrenin pozitif terminali, bir sonrakinin negatif terminaline bağlanır. Dengeleyicinin kabloları daha sonra bu seri dizideki her bağlantı noktasına bağlanır. Eğitim bunu bir 3S (üç hücreli) paket için gösterir. İlk kablo (B0) paketin ana negatif terminaline, ikinci kablo (B1) hücre 1 ile hücre 2 arasındaki bağlantıya, üçüncü kablo (B2) hücre 2 ile hücre 3 arasındaki bağlantıya ve son kablo (B3) paketin ana pozitif terminaline bağlanır. Bu mantık, 2S'den 8S'e kadar herhangi bir sayıda hücre için geçerlidir.

Bu bağlantı şemasının görsel bir temsili için lütfen aşağıdaki şemaya bakın.

Hücre Dengeleyici Nasıl Çalışır

Bir hücre dengeleyicinin temel işlevi, bireysel hücreler için akıllı, değişken bir yük görevi görmektir. Dengeleyici, her hücrenin voltajını sürekli olarak ölçer. Bir hücrenin voltajı belirli bir eşiği aştığında (standart lityum-iyon hücreler için genellikle 4.2V), o hücre için dengeleyici, hücrenin terminalleri boyunca yüksek güçlü bir direnci bağlayan dahili bir anahtarı (bir MOSFET) etkinleştirir. Bu direnç bir yük görevi görür, hücreden küçük ve kontrollü bir akım çeker ve fazla enerjiyi ısı olarak dağıtır. "Pasif dengeleme" olarak bilinen bu işlem, yüksek voltajlı hücreleri yavaşça düşük voltajlı hücrelerin seviyesine indirir ve tüm paketin dengelenmesini sağlar.

HY2213 çipi bu görev için popüler bir seçimdir. Yalnızca mikroamperlerce akım tüketen çok hassas bir voltaj algılama devresine sahiptir, bu nedenle boştayken pili tüketmez. Çipin eşik voltajı dahili devresi tarafından ayarlanır ve farklı pil kimyasalları için farklı sürümler mevcuttur. Örneğin, bir BB3A sürümü 4.2V hücreler için tasarlanmışken, bir BB3B sürümü 4.35V hücreler için olabilir. Dengeleme akımı, kullanılan direncin değeriyle belirlenir. Daha düşük bir direnç değeri (örneğin, 62 ohm) daha yüksek bir dengeleme akımıyla (örneğin, ~67mA) sonuçlanırken, daha yüksek bir direnç (örneğin, 100 ohm) daha düşük bir akımla sonuçlanır. Bu, ihtiyaçlarınıza uygun bir dengeleyici seçmenize olanak tanır.

Kod Açıklaması

Bu proje tamamen donanım tabanlıdır ve herhangi bir programlama gerektirmez. Hücre dengeleyici modülleri, herhangi bir kod olmadan çalışan kendi kendine yeten analog devrelerdir.

Canlı Proje Gösterimi

Eğitim, dengeleme sürecinin net ve pratik bir gösterimini sunar. Tek bir pil hücresini simüle etmek için bir DC güç kaynağı kullanan sunucu, bir multimetre ile akımı izlerken voltajı yavaşça artırır. 4.2V eşiğinin altındaki voltajlarda akım sıfırda kalır ve dengeleyicinin etkin olmadığını gösterir. Voltaj 4.2V işaretini (25mV tolerans dahilinde) geçtiği anda dengeleyici devreye girer ve akım yaklaşık 66mA'ya sıçrar. Bu, MOSFET'in açıldığını ve artık 62 ohm'luk direnç üzerinden akım çektiğini doğrular. Voltaj eşiğin altına tekrar düşürüldüğünde dengeleyici kapanır ve akım sıfıra geri döner.

Video ayrıca bir pil test cihazı kullanarak pil paketinin durumunun nasıl kontrol edileceğini de gösterir. Bu cihaz denge konektörüne takılır ve her hücrenin voltajını görüntüler; böylece bir paketin dengeli olup olmadığını veya bir veya daha fazla hücrenin spesifikasyon dışında olup olmadığını görmek kolaylaşır. Sunucu ayrıca, tüm hücrelerin aynı voltaja çok yakın okunduğu, yepyeni ve tamamen dengeli bir 3S pil paketini gösterir.

Önemli Hususlar

Hücre dengeleyicileriyle çalışırken akılda tutulması gereken birkaç kritik nokta vardır:

• Dengeleme son adımdır: Bu dengeleyiciler yalnızca pil tam şarja yakınken çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Bir hücrenin voltajı 4.2V eşiğinin altındaysa dengeleyici hiçbir şey yapmaz. Bu nedenle çoğu pil şarj cihazı, şarj döngüsünün sonunda bir dengeleme aşaması içerir.
• Dengeleme sırasında şarj cihazı bağlamayın: Bir dengeleyici bir hücreyi aktif olarak boşaltırken, pile bir şarj cihazı veya güç kaynağı bağlı olmamalıdır. Bu nedenle özel şarj cihazları, dengeleme aşaması başlamadan önce şarj akımını keser. Dengeleme sırasında bir şarj cihazı bağlamak hasara neden olabilir.
• Paketinizi doğru hazırlayın: Bir pil paketi oluştururken, voltajı toplamak için hücreleri seri bağlamak (pozitiften negatife) esastır. Dengeleyici kabloları daha sonra seri bağlantı noktalarının her birine bağlanır. Burada yapılacak bir hata kısa devreye yol açabilir.

Bölümler

• [00:00] Hücre dengeleyici eğitimine giriş
• [00:53] Pil dengelemenin neden önemli olduğu
• [02:07] Dengeleyici devresinin nasıl çalıştığı
• [03:29] HY2213 çipi ve özellikleri
• [03:45] Dengeleyici şemasının incelenmesi
• [05:47] Ana bileşenler: MOSFET ve dirençler
• [06:24] Dahili dengeleyicili pil şarj cihazları
• [07:41] Hücre voltajlarını kontrol etmek için pil test cihazı kullanma
• [09:19] Dengeleyici için pil paketinin hazırlanması
• [11:27] Dengeleme sürecinin canlı gösterimi
• [15:41] Sonuç ve son düşünceler