Hallo Geektimes! Im
vorherigen Teil wurde kurz auf die Komponenten eingegangen, die zum Speichern der Energie aus dem Solarpanel erforderlich sind. Lassen Sie uns nun mit dem Testen der Komponenten fortfahren. Ich wollte beide Hauptteile testen - den Solarpanel-Controller (Solarladeregler) und das BMS (Batteriemanagementsystem), aber die Geschwindigkeit der E-Mail nahm einige Anpassungen vor. Daher werden wir nur mit BMS beginnen, und der Rest der Details musste denen entnommen werden, die zur Hand waren.
Was passiert ist, Details unter dem Schnitt.
Batterieladung
Wie bereits erwähnt, wird das Batteriemanagementsystem verwendet, um mit der Batterie zu arbeiten - dies ist eine Karte, die mehrere nützliche Funktionen gleichzeitig ausführt:
- bietet einheitliche Ladungszellen,
- schützt die Batterie vor Überladung, die für Lithiumbatterien äußerst schädlich und sogar brandgefährlich ist;
- Es schützt die Batterie vor Überentladung, die ebenfalls schädlich für die Batterie ist, jedoch keine Brandgefahr darstellt.
In meinem Fall wurde das 18650 Protection Balance Board bestellt (es ist erneut wichtig zu beachten, dass
sowohl Schutz- als auch Balance-Komponenten auf dem Board vorhanden sind, es gibt Boards, bei denen es eine Sache gibt), die so aussieht:
Die Gebühr beträgt 8 US-Dollar, und einige Leser haben die Qualität ihrer Arbeit in Frage gestellt. Wir werden dies auch überprüfen. Im vorherigen Teil gab es Fragen, daher erkläre ich noch einmal, dass 3 "Batterien" im Diagramm bedingt angezeigt werden. Jede Zelle im wirklichen Leben kann aus mehreren parallelen bestehen (dies geschieht tatsächlich in Laptops).
Komponenten
Es wurde festgestellt, dass fehlende Komponenten BMS in alten Beständen verbinden.
1) 3S1P Li-Ionen-Akku mit 2.1Ah Hobbyking:
Dies ist kein 18650-Formfaktor, aber die Chemie der Zellen ist dieselbe, so dass es im Wesentlichen keinen Unterschied gibt.
2) Abwärts-Gleichspannungswandler:
Mit diesem Wandler wird Spannung an das BMS angelegt. Die Leistung des Konverters beträgt 15 W, sodass er im Großen und Ganzen nicht für ein 100-Watt-Panel geeignet ist. Das Wetter war jedoch bewölkt, sodass dies für den Test ausreichend ist. Der Maximalwert für LiPo 4,2 * 3 = 12,6 V wurde am Konverter eingestellt.
Der richtige LiPo-Ladealgorithmus sieht ungefähr so aus:
In der ersten Phase wird die Batterie mit konstantem Strom (CC, konstanter Strom) aufgeladen, bis eine Spannung von 4,2 V pro Zelle erreicht ist. Diese Spannung wird dann vom Ladegerät (CV-Modus, konstante Spannung) aufrechterhalten, bis der Ladestrom auf den Minimalwert abfällt.
Unser Ladealgorithmus wird "etwas" vereinfacht. Es bleibt nur die erste Phase der SS, in der der Strom nur bedingt konstant bleibt, weil Die Stromstärke von Sonnenkollektoren ändert sich ständig. Daran ist jedoch nichts auszusetzen, im Gegenteil, eine Ladung mit niedrigeren Strömen verlängert die Lebensdauer der Batterie. Das Fehlen der zweiten Phase des Lebenslaufs führt nur dazu, dass der Akku zu ca. 80% aufgeladen wird, andere Batterieparameter jedoch nicht verschlechtert werden. Es gibt auch keinen Schaden für die Batterie durch Unterladung, eher im Gegenteil.
Aufladen
Zum Testen nahmen wir eine Lithium-Ionen-Batterie, die Spannung an den Zellen war unterschiedlich und betrug 3,13, 3,47 bzw. 3,44 V. "Auf dem Knie" wurden alle oben genannten Komponenten zusammengebaut und miteinander verbunden.
Die Bewölkung war unterschiedlich und sogar bei leichtem Regen. Die vom Solarpanel empfangene Leistung lag zwischen 2 und 18 W. Es gab Bedenken hinsichtlich des Betriebs des Konverters, der sich sehr warm anfühlte, aber seine Temperatur war tatsächlich ziemlich niedrig.
BMS wurde überhaupt nicht erhitzt, die Elemente waren nur 1-2 Grad wärmer als der Hintergrund. Die Batterie war auch kalt.
Schließlich erreichte die Spannung an der Anzeige nach etwa 3,5 Stunden 12,5 V und der Stromverbrauch wurde gleich Null - BMS trennte die Batterie von der Ladung. Für diejenigen, die nicht an die Möglichkeit eines BMS-Betriebs für 8 USD glaubten, betrug die an den Zellen mit einem Multimeter gemessene Spannung 4,18, 4,18 und 4,18 V. Dies ist etwas weniger als 4,2 V, passt aber in die für LiPo angegebene Toleranz von +/– 50 mV / Zelle.
Entladung
Für die Entladung wurde ein Stück LED-Streifen, ebenfalls über BMS, als „Abendbeleuchtung“ an die Batterie angeschlossen:
Natürlich wäre eine 12-V-LED-Lampe bequemer, aber ich habe sie nicht. Das Band leuchtete abends etwa 2,5 Stunden lang als Hintergrundlicht. Am Morgen wurde ein Smartphone mit integriertem USB-Ausgang über DC-DC an den Akku angeschlossen, um das Smartphone aufzuladen:
Die verbleibende Ladung im Akku reichte aus, um das Smartphone von 15% auf 75% aufzuladen. Dann trennte BMS den Akku. Die nach dem Trennen an den Batteriezellen verbleibende Spannung betrug 3,18, 3,51 bzw. 3,45 V, was wiederum der Norm entspricht. Wie Sie sehen können, hat BMS die Batterie ausgeschaltet, sobald die Spannung in mindestens einer Zelle unter den Normalwert gefallen ist.
Fazit
Wir können sagen, dass das BMS wie erwartet funktioniert - es gleicht die Spannung der Zellen während des Ladevorgangs aus und erlaubt keine Tiefenentladung. Unter Berücksichtigung der vom Hersteller angegebenen Parameter „3S 12.6V 25A“ wäre es jedoch seltsam, wenn es nicht funktionieren würde - der Strom aus den Solarmodulen ist merklich geringer (selbst unter Berücksichtigung des wahrscheinlichen Marketings und der „chinesischen Watt“).
Selbst in dieser „Testform“ funktioniert das System bereits, sodass es tagsüber Sonnenenergie sammeln und abends nutzen kann. Die Spitzenleistung des Wattmeters betrug ungefähr 30 W bei einer Stromstärke von ungefähr 2 A. Sie können ungefähr schätzen, dass Sie in einem halben Tag eine 12-Ah-Batterie aufladen können, d. H. 20-Ah-Batterien reichen mit etwas Reserve aus (auch hier gibt es nicht viele Batterien, an bewölkten Tagen wird weniger produziert). Dies reicht für die Abendbeleuchtung mit einer 1-3W LED-Lampe und zum Laden aller Geräte.
Die Batterie der RC-Modelle mit Hobbyking wurde als temporäre Lösung exklusiv für den Test geliefert. Diese Batterien wurden nicht im Dauerbetrieb getestet, daher kann ich sie nicht für den Kauf in einer solchen Qualität empfehlen. Gleichzeitig gab es auch keine Probleme beim Betrieb - die Entladeströme von 1-2A für diese Batterien sind einfach lächerlich (zum Vergleich: In einem Quadcopter beträgt der Strom beim Fliegen 20-25A).
Im
nächsten Teil wird über den Solarladeregler und dessen Funktionsweise gesprochen. Bleib dran.