مرحبًا Geektimes! تحدث
الجزء السابق لفترة وجيزة عن المكونات اللازمة لتخزين الطاقة من الألواح الشمسية ، دعنا الآن ننتقل إلى اختبار المكونات. كنت أرغب في اختبار كلا الجزئين الرئيسيين - وحدة التحكم في الألواح الشمسية (وحدة تحكم الشحن بالطاقة الشمسية) و BMS (نظام إدارة البطارية) ، ولكن سرعة البريد قامت ببعض التعديلات. لذلك ، سنبدأ فقط مع BMS ، ويجب أخذ بقية التفاصيل من تلك الموجودة.
ما حدث والتفاصيل تحت القطع.
شحن البطارية
كما ذكرنا سابقًا ، يتم استخدام نظام إدارة البطارية للعمل مع البطارية - هذه لوحة تقوم بالعديد من الوظائف المفيدة في وقت واحد:
- يوفر خلايا شحن موحدة ،
- يحمي البطارية من الشحن الزائد ، وهو ضار للغاية وحتى خطر الحريق لبطاريات الليثيوم ،
- يحمي البطارية من الإفراط في الشحن ، وهو أيضًا ضار بالبطارية ، على الرغم من أنه ليس خطرًا على الحريق.
في حالتي ، تم طلب 18650 Protection Balance Board (من المهم مرة أخرى ملاحظة وجود
كل من مكونات الحماية والتوازن على اللوحة ، هناك لوحات حيث يوجد شيء واحد) ، والذي يبدو كالتالي:
يبلغ الرسم 8 دولارات ، وقد شكك بعض القراء في جودة عمله. سوف نتحقق من ذلك أيضًا. كانت هناك أسئلة في الجزء السابق ، لذلك سأشرح مرة أخرى أن 3 "بطاريات" في الرسم البياني تظهر بشكل مشروط ، يمكن أن تتكون كل خلية في الحياة الحقيقية من عدة خلايا متوازية (يتم ذلك في الواقع في أجهزة الكمبيوتر المحمولة).
مكونات
تم العثور على مكونات مفقودة لربط BMS في الأسهم القديمة.
1) بطارية 3S1P Li-ion مع 2.1Ah Hobbyking:
هذا ليس عاملا شكل 18650 ، ولكن كيمياء الخلايا هي نفسها ، لذلك لا يوجد فرق في الأساس.
2) محول DC-DC التنحي:
باستخدام هذا المحول ، سيتم تطبيق الجهد على BMS. قوة المحول هي 15 واط ، لذا فهي بشكل عام لا تناسب لوحة 100 واط. ومع ذلك ، كان الطقس غائمًا ، لذا سيفعله للاختبار. تم تعيين القيمة القصوى لـ LiPo 4.2 * 3 = 12.6V على المحول.
تبدو خوارزمية شحن LiPo الصحيحة شيئًا كالتالي:
في المرحلة الأولى ، يتم شحن البطارية بتيار مستمر (CC ، تيار مستمر) حتى يتم الوصول إلى جهد 4.2V لكل خلية. ثم يتم الحفاظ على هذا الجهد بواسطة الشاحن (وضع السيرة الذاتية ، الجهد المستمر) حتى ينخفض تيار الشحن إلى القيمة الدنيا.
سيتم تبسيط خوارزمية الشحن "قليلاً". تبقى فقط المرحلة الأولى من SS ، حيث يكون التيار ثابتًا مشروطًا فقط ، لأنه القوة الحالية من الألواح الشمسية تتغير باستمرار. ومع ذلك ، لا يوجد شيء خاطئ في هذا ، على العكس من ذلك ، فإن الشحنة ذات التيارات المنخفضة تطيل عمر البطارية. لن يؤدي غياب المرحلة الثانية من السيرة الذاتية إلا إلى شحن البطارية بنسبة 80٪ تقريبًا ، ومع ذلك ، لن تؤدي إلى تفاقم معلمات البطارية الأخرى. لا يوجد أي ضرر للبطارية من الشحن الأقل ، بل العكس.
المسؤول
للاختبار ، أخذنا بطارية ليثيوم أيون ، كان الجهد على الخلايا مختلفًا ، وبلغ 3.13 و 3.47 و 3.44 فولت ، على التوالي. "على الركبة" تم تجميع جميع المكونات المذكورة أعلاه وربطها معًا.
كانت الغيوم متغيرة ، وحتى مع المطر الخفيف. تتراوح الطاقة المستلمة من الألواح الشمسية من 2 إلى 18 واط. كانت هناك مخاوف بشأن تشغيل المحول ، الذي كان دافئًا جدًا عند لمسه ، ولكن درجة حرارته كانت منخفضة جدًا في الواقع.
لم يتم تسخين BMS على الإطلاق ، كانت العناصر أكثر دفئًا بمقدار 1-2 درجة فقط من الخلفية. كانت البطارية باردة أيضًا.
أخيرًا ، بعد حوالي 3.5 ساعة ، وصل الجهد على المؤشر إلى 12.5 فولت ، وأصبح الاستهلاك الحالي يساوي الصفر - فصل BMS البطارية عن الشحن. بالنسبة لأولئك الذين لم يؤمنوا بإمكانية تشغيل BMS مقابل 8 دولارات - كان الجهد المقاس على الخلايا بمقياس متعدد 4.18 و 4.18 و 4.18 فولت. هذا أقل بقليل من 4.2V ، ولكنه يناسب المعلن المعلن عن تحمل LiPo +/– 50mV / cell.
التفريغ
من أجل التفريغ ، تم توصيل قطعة من شريط LED بالبطارية ، أيضًا من خلال BMS ، كإضاءة "مسائية":
بالطبع ، سيكون مصباح LED 12 فولت أكثر ملاءمة ، ولكن ليس لدي. تألق الشريط لمدة 2.5 ساعة في المساء ، كضوء خلفية. في الصباح ، تم توصيل هاتف ذكي بمخرج USB مدمج بالبطارية عبر dc-dc لشحن الهاتف الذكي:
كان الشحن المتبقي في البطارية كافياً لشحن الهاتف الذكي من 15٪ إلى 75٪ ، ثم قام BMS بفصل البطارية. كان الجهد المتبقي على خلايا البطارية بعد انقطاع 3.18 و 3.51 و 3.45 فولت ، على التوالي ، والذي يناسب مرة أخرى في القاعدة. كما ترى ، قام BMS بإيقاف تشغيل البطارية بمجرد انخفاض الجهد في خلية واحدة على الأقل دون المعدل الطبيعي.
الخلاصة
يمكننا القول أن BMS يعمل كما هو متوقع - فهو يثبت جهد الخلايا أثناء الشحن ، ولا يسمح بتفريغ عميق. ومع ذلك ، مع الأخذ في الاعتبار المعلمات التي أعلنتها الشركة المصنعة "3S 12.6V 25A" ، سيكون من الغريب إذا لم يعمل - التيار الحالي من الألواح الشمسية أقل بشكل ملحوظ (حتى مع الأخذ بعين الاعتبار التسويق المحتمل و "واط الصينية").
حتى في نموذج "الاختبار" هذا ، يعمل النظام بالفعل ، مما يسمح له بتجميع الطاقة الشمسية خلال النهار واستخدامها في المساء. كانت ذروة الطاقة على عداد الواط حوالي 30 وات مع قوة حالية تبلغ حوالي 2 أمبير ، يمكنك تقريبًا تقدير أنه في غضون نصف يوم يمكنك شحن بطارية 12Ah ، أي ستكون بطاريات 20Ah كافية مع بعض الاحتياطي (مرة أخرى ، لا يوجد الكثير من البطاريات ، في الأيام الملبدة بالغيوم يكون هناك إنتاج أقل). هذا يكفي لإضاءة المساء بمصباح LED 1-3W ولشحن جميع الأدوات.
تم توفير البطارية من طرازات RC مع Hobbyking كحل مؤقت ، حصريًا للاختبار. لم يتم اختبار هذه البطاريات في الوضع المستمر ، لذلك لا يمكنني التوصية بها للشراء بهذه الجودة. في الوقت نفسه ، لم تكن هناك أي مشاكل في تشغيلها - تيارات التفريغ من 1-2A لهذه البطاريات سخيفة فقط (للمقارنة ، في كوادكوبتر ، عند الطيران ، التيار هو 20-25A).
سيتحدث
الجزء التالي عن جهاز التحكم بالشحن بالطاقة الشمسية ، وكيف يعمل كل ذلك معًا. ترقبوا.