4S 18650 Li-Ion Батарея Клеткасынын Заряды Күн тарабынан иштейт: 7 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:42

Бул долбоорду ишке ашырууга түрткү болгон өзүмдүн 18650 батарейка кубаттоочу станциямды түзүү болгон, бул менин келечектеги зымсыз (кубаттуу акылдуу) долбоорлорумдун маанилүү бөлүгү болуп калат. Мен зымсыз маршрутту тандап алдым, анткени ал электрондук долбоорлорду мобилдүү кылат, көлөмү азыраак жана менде 18650 батарейканын сакталган кутулары бар.

Менин долбоорум үчүн мен 18650 ли-иондук төрт батарейканы бир эле убакта кубаттап, 4S батарейкага айландырууну чечтим. Кызыкканы үчүн, мен аппараттардын үстүнө төрт күн батареясын орнотууну чечтим, ал батарейкалардын клеткаларын араң кубаттайт … бирок бул сонун көрүнөт. Бул долбоор запастык ноутбуктун кубаттагычы менен иштейт, бирок +16.8 вольттон ашкан башка энергия булагы да ошондой кылат. Башка кошумча функцияларга заряддоо процессин көзөмөлдөө үчүн ли-иондук батарейканын заряд көрсөткүчү жана смартфонду кубаттоо үчүн колдонулган USB 2.0 порту кирет.

1 -кадам: Ресурстар

Электроника:

• 4S BMS;
• 4S 18650 батарея клеткасынын кармагычы;
• 4S 18650 батарейканын кубаттуулугу көрсөткүчү;
• 4 даана 18650 ли-иондук батарея клеткалары;
• 4 даана 80x55 мм Күн панелдери;
• USB 2.0 аялдык уячасы;
• Ноутбуктун заряддагыч ургаачысы;
• Учурдагы чектөөчү өзгөчөлүгү бар Бак конвертери;
• +5 вольтко чакан бакча алмаштыргыч;
• Батарея заряддоо көрсөткүчү үчүн тийүү баскычы;
• 4 даана BAT45 Schottky диоддору;
• 1N5822 Schottky диод же ага окшош нерсе;
• 2 даана SPDT өчүргүчтөрү;

Курулуш:

• Органикалык айнек барагы;
• Болт жана гайкалар;
• 9 даана бурчтук кашаа;
• 2 шт илмек;
• Ысык клей;
• Кол араа;
• Бургулоо;
• Скотч (милдеттүү эмес);

2 -кадам: BMS

Мен бул проектти баштоодон мурун, мен ли-иондук батареяны заряддоо жөнүндө көп нерсени билчү эмесмин жана тапканым үчүн BMS (Батареяны башкаруу системасы деп да аталат) бул көйгөйдүн негизги чечими экенин айта алам (мен андай эмесмин) Бул эң жакшы жана жалгыз). Бул 18560 ли-иондук батарея клеткалары коопсуз жана туруктуу шарттарда иштешин камсыз кылган такта. Ал төмөнкү коргоочу өзгөчөлүктөргө ээ:

• Ашыкча заряддан коргоо;

  • чыңалуу батарейкага +4.195 В жогору болбойт;
  • батареянын клеткаларын эң жогорку чыңалуудан жогору кубаттоо (адатта +4.2 V) аларды бузат;
  • эгер ли-иондук батарея клеткасы +4.1 В максимумга чейин заряддалса, анын иштөө мөөнөтү +4.2 В чейин заряддалган батареяга салыштырмалуу узагыраак болот;

• Undervoltage коргоо;

  • батарея клеткасынын чыңалуусу +2,55 Втен төмөн болбойт;
  • эгер батарейка клеткасы минималдуу иштөө чыңалуусунан аз чыгууга уруксат берилсе, ал бузулат, анын сыйымдуулугунун бир бөлүгү бошойт жана анын өзүн-өзү чыгаруу ылдамдыгы жогорулайт;
  • Чыңалуусу минималдуу иштөө чыңалуусунан төмөн болгон ли-иондук клетканы заряддоодо ал кыска туташууну пайда кылып, айланасын коркунучка алып келиши мүмкүн;

• Кыска туташуудан коргоо;

  Сиздин тутумуңузда кыска туташуу болсо, батарея клеткаңыз бузулбайт;

• Ашыкча токтон коргоо;

  BMS учурдагы баанын жогору болушуна жол бербейт;

• Батареяны теңдештирүү;

  • Эгерде тутумда бир нече батарейка клеткалары бар болсо, бул такта бардык батарея клеткалары бирдей заряддалганына ынанат;
  • Эгерде мурунку үчүн. бизде бир лион-ион батарейкасы бар, ал заряды башкаларга караганда башка клеткаларга төгүлөт, бул алар үчүн өтө зыяндуу;

Ал жерде ар кандай максаттар үчүн иштелип чыккан BMS схемалары бар. Алардын ичинде ар кандай коргоо схемалары бар жана ар кандай батарея конфигурациялары үчүн курулган. Менин учурда, мен 4S конфигурациясын колдондум, башкача айтканда, төрт батарея клеткасы серияга (4S) туташкан. Бул болжол менен батареянын сапатына жараша +16, 8 вольт жана 2 Ах жалпы чыңалуусун өндүрөт. Ошондой эле, сиз бул такта үчүн каалаганча көп батарея клеткаларынын сериясын туташтыра аласыз. Бул батареянын кубаттуулугун жогорулатат. Бул батарейканы кубаттоо үчүн BMSти +16, 8 вольт менен камсыздоо керек. BMSтин туташуу схемасы сүрөттөрдө.

Батареяны заряддоо үчүн керектүү электр чыңалуусун P+ жана P-пинге туташтырганыңызды эске алыңыз. Заряддалган батареяны колдонуу үчүн, сиз компоненттериңизди B+ жана B-pinдерге туташтырасыз.

3 -кадам: 18650 Батарея менен камсыздоо

18650 батарейкамдын кубаттуулугу HP +19 вольт жана 4, 74 ампердик ноутбуктун заряддагычы. Анын чыңалуусу бир аз өтө жогору болгондуктан, чыңалууну +16, 8 вольттун деңгээлине түшүрүү үчүн мен бактын конверторун коштум. Баары курулуп бүткөндө, мен бул түзмөктүн иштешин текшерүү үчүн сынап көрдүм. Мен аны күндүн энергиясы менен заряддоо үчүн терезенин үстүнө таштап койгом. Үйгө кайтып келгенде, батареяларымдын заряды такыр жок экенин байкадым. Чынында, алар толугу менен бошотулган жана мен аларды ноутбуктун кубаттагычы менен кубаттоого аракет кылганымда, конвертордун чипи кызыктай ышкырык үндөрдү чыгара баштады жана ал чындап ысык болуп калды. Мен BMSке болгон токту өлчөгөндө, менде 3,8 амперден ашык окуу бар! Бул менин конвертеримдин максималдуу рейтингдеринен жогору болчу. БМС ушунчалык көп ток тарткан, анткени батареялар толугу менен өлгөн.

Биринчиден, мен BMS менен тышкы компоненттердин ортосундагы бардык байланыштарды калыбына келтирдим, андан кийин күн менен кубатталууда пайда болгон разряд көйгөйүнөн кийин бардым. Менин оюмча, бул көйгөй бук конвертерин иштетүү үчүн күндүн нуру жетишсиз болгондуктан болду. Андай болгондо, менин оюмча, заряддагыч карама -каршы багытта бара баштады - аккумулятордон бакка чейин (конвертер жарыгы күйүп турган). Мунун баары BMS менен buck Converter ортосунда Schottky диодун кошуу менен чечилди. Ошентип, ток сөзсүз түрдө конверторго кайтып келбейт. Бул диоддо 40 вольттун DC тосмолоочу максималдуу чыңалуусу жана 3 ампердин максималдуу алдыга агымы бар.

Учурдагы чоң жүктөө көйгөйүн чечүү үчүн, мен чектегич алмаштыргычымды учурдагы чектөөчү функцияга алмаштырууну чечтим. Бул бакты алмаштыргыч эки эсе чоң, бирок бактыга жараша менин корпусумда ага ылайыктуу боштук бар болчу. Ал жүк агымы 2 амперден жогору болбойт деп кепилдик берген.

4 -кадам: Күн энергиясы менен камсыздоо

Бул долбоор үчүн мен күн панелин аралаштырууга кошууну чечтим. Муну менен мен алардын кантип иштээрин жана аларды кантип колдонууну жакшыраак түшүнгүм келди. Мен 6 6 вольтту жана 100 мА күн панелдерин бир катарда туташтырууну чечтим, бул өз кезегинде мага күндүн эң жакшы шартында 24 вольт жана 100 мА берет. Бул көп эмес, 2,4 ватт кубаттуулукту түзөт. Утилитардык көз караштан алганда, бул кошумча эч нерсеге жарабайт жана 18650 батарея клеткаларын эптеп кубаттай алат, андыктан бул өзгөчөлүккө караганда жасалгалоо катары. Бул бөлүктү сыноо учурунда мен күн панелдеринин массиви кемчиликсиз шартта 18650 батарея клеткаларын заряддай турганын байкадым. Булуттуу күндө ал күн панелинин массивинен кийинки бак конвертерин күйгүзбөшү мүмкүн.

Адатта, сиз PV4 панелинен кийин бөгөөчү диодду туташтырмаксыз (схеманы караңыз). Бул күндүн нуру жок жана панелдер эч кандай энергия бербей турганда, токтун күн батареяларына кайра агып кетишине жол бербейт. Андан кийин батарейка күн панелинин массивине чыга баштайт, бул аларга зыян келтириши мүмкүн. Мен мурунтан эле D5 диодун Бак конвертери менен 18650 батарея пакетине кошкондон кийин, токтун кайра агып кетишине жол бербөө үчүн, башкасын кошуунун кажети жок болчу. Бул үчүн Schottky диодун колдонуу сунушталат, анткени алар кадимки диодго караганда төмөн чыңалууга ээ.

Күн панелдеринин дагы бир чарасы-бул диоддор. Алар күн батареялары сериялык конфигурацияда туташканда керек болот. Алар бир же бир нече күн панелдери көлөкөлөнүп калган учурларда жардам беришет. Мындай болгондо, көлөкөлүү күн панели эч кандай энергия өндүрбөйт жана анын каршылыгы жогору болуп, күндүн панелдеринен токтун агымын тосот. Мына, байподдук диод келет. Мисалы, PV2 күн панели көлөкөлөнгөндө, PV1 күн панели өндүргөн ток эң аз каршылыктын жолуна түшөт, башкача айтканда, ал D2 диоду аркылуу агат. Бул жалпы кубаттуулуктун төмөндөшүнө алып келет (көлөкөлүү панелдин айынан), бирок жок дегенде токтун баары чогуу бөгөлбөйт. Күн панелдеринин эч бири тосулбаганда, ток диоддорду этибарга албайт жана күн батареялары аркылуу агат, анткени бул эң аз каршылыктын жолу. Менин долбоорумда мен ар бир күн панели менен параллель туташкан BAT45 Schottky диоддорун колдондум. Шоттки диоддору сунушталат, анткени аларда чыңалуу төмөндөйт, бул өз кезегинде күн панелинин массивин кыйла эффективдүү кылат (кээ бир күн панелдери көлөкөлүү болгон учурларда).

Кээ бир учурларда, айланып өтүүчү жана бөгөөчү диоддор күн панелине интеграцияланган, бул сиздин түзмөгүңүздүн дизайнын бир топ жеңилдетет.

Күн панелинин бүт массиви SP1T которгуч аркылуу A1 Бак конвертерине (чыңалууну +16,8 вольтко түшүрүү) туташкан. Бул жол менен колдонуучу 18650 батарея клеткалары кантип иштетилишин тандай алат.

5 -кадам: Кошумча өзгөчөлүктөр

Ыңгайлуулук үчүн мен 18650 батарейкасы дагы эле заряддалып бүткөнүн көрсөтүү үчүн тийүү коммутатору аркылуу туташкан 4S батареянын заряд көрсөткүчүн коштум. Мен кошкон дагы бир өзгөчөлүк - бул USB 2.0 порту түзмөктү кубаттоо үчүн колдонулат. Бул 18650 батарея заряддагычты сыртка алып чыкканымда пайдалуу болушу мүмкүн. Смартфондорго кубаттоо үчүн +5 вольт керек болгондуктан, чыңалууну +16,8 вольттон +5 вольтко түшүрүү үчүн баскычка түшүргүч кошту. Ошондой эле, мен SPDT которуштургучун коштум, ошондуктан USB порту колдонулбай турганда A2 Бак конвертери кошумча энергияны текке кетирбейт.

6 -кадам: Турак жай куруу

Корпустун пайдубалы катары мен кол менен кескен тунук органикалык айнек барактарды колдондум. Бул салыштырмалуу арзан жана колдонууга жеңил материал. Баарын бир жерге бекитүү үчүн болттор жана гайкалар менен айкалышкан металл бурч кронштейндерди колдондум. Ошентип, эгер керек болсо, корпусту бат эле чогултуп жана ажыратып аласыз. Башка жагынан алганда, бул ыкма аппаратка ашыкча салмак кошот, анткени ал металлды колдонот. Жаңгактарга керектүү тешиктерди жасоо үчүн мен электрдик бургулоону колдондум. Күн панелдери органикалык айнекке ысык клей менен жабыштырылган. Баары чогулганда, мен бул аппараттын көрүнүшү идеалдуу эмес экенин түшүндүм, анткени тунук айнек аркылуу бардык электрондук башаламандыкты көрө аласың. Муну чечүү үчүн мен органикалык айнекти ар кандай түстөгү скотч менен жаптым.

7 -кадам: Акыркы сөздөр

Бул проект салыштырмалуу оңой болгону менен, мен электроника боюнча тажрыйба топтоого мүмкүнчүлүк алдым, электрондук аппараттарым үчүн корпустарды куруп, жаңы (мага) электрондук компоненттер менен тааныштым.

Бул көрсөтмө сиз үчүн кызыктуу жана маалыматтуу болду деп ишенем. Эгерде сизде кандайдыр бир суроолор же сунуштар болсо, комментарий жазуудан тартынба?

Менин электрондук жана башка долбоорлорум боюнча эң акыркы жаңыртууларды алуу үчүн Facebook баракчамда мени ээрчиңиз:

facebook.com/eRadvilla