Hola geektimes! La
parte anterior habló brevemente sobre los componentes necesarios para almacenar energía del panel solar, ahora pasemos a probar los componentes. Quería probar ambas partes principales: el controlador del panel solar (controlador de carga solar) y el BMS (sistema de gestión de la batería), pero la velocidad del correo hizo algunos ajustes. Por lo tanto, comenzaremos solo con BMS, y el resto de los detalles tuvieron que tomarse de los que estaban disponibles.
Lo que pasó, detalles debajo del corte.
Carga de la batería
Como se mencionó anteriormente, el Sistema de administración de la batería se usa para trabajar con la batería; esta es una placa que realiza varias funciones útiles a la vez:
- proporciona células de carga uniformes,
- protege la batería de la sobrecarga, que es extremadamente dañina e incluso peligro de incendio para las baterías de litio,
- Protege la batería de una descarga excesiva, que también es perjudicial para la batería, aunque no presenta peligro de incendio.
En mi caso, se ordenó la tabla de equilibrio de protección 18650 (una vez más, es importante tener en cuenta la presencia de componentes de protección y equilibrio en la placa, hay tablas donde hay una cosa), que se ve así:
La tarifa es de $ 8, y algunos lectores han cuestionado la calidad de su trabajo. También revisaremos esto. Hubo preguntas en la parte anterior, por lo que explicaré una vez más que 3 "baterías" en el diagrama se muestran condicionalmente, cada celda en la vida real puede consistir en varias paralelas (esto en realidad se hace en computadoras portátiles).
Componentes
Se encontraron componentes faltantes para conectar BMS en existencias antiguas.
1) Batería de iones de litio 3S1P con 2.1Ah Hobbyking:
Este no es un factor de forma 18650, pero la química de las células es la misma, por lo que esencialmente no hay diferencia.
2) Convertidor dc-dc reductor:
Con este convertidor, se aplicará voltaje al BMS. La potencia del convertidor es de 15 W, por lo que, en general, no cabe en un panel de 100 vatios. Sin embargo, el clima estaba nublado, por lo que servirá para la prueba. El valor máximo para LiPo 4.2 * 3 = 12.6V se estableció en el convertidor.
El algoritmo de carga de LiPo correcto se parece a esto:
En la primera fase, la batería se carga con corriente constante (CC, corriente constante) hasta que se alcanza un voltaje de 4.2V por celda. Luego, el cargador mantiene este voltaje (modo CV, voltaje constante) hasta que la corriente de carga cae al valor mínimo.
Nuestro algoritmo de carga será "ligeramente" más simplificado. Solo queda la primera fase de la SS, en la que la corriente solo será condicionalmente constante, porque La intensidad actual de los paneles solares cambia constantemente. Sin embargo, esto no tiene nada de malo, por el contrario, una carga con corrientes más bajas prolonga la vida útil de la batería. La ausencia de la segunda fase del CV solo conducirá al hecho de que la batería se cargará aproximadamente el 80%, sin embargo, no empeorará otros parámetros de la batería. Tampoco hay daños en la batería por la carga insuficiente, sino todo lo contrario.
Carga
Para las pruebas, tomamos una batería de iones de litio, el voltaje en las celdas era diferente y ascendía a 3.13, 3.47 y 3.44V, respectivamente. "En la rodilla" todos los componentes anteriores fueron ensamblados y conectados entre sí.
La nubosidad fue variable, e incluso con lluvia ligera. La potencia recibida del panel solar varió de 2 a 18W. Existía preocupación sobre el funcionamiento del convertidor, que era muy cálido al tacto, pero su temperatura era en realidad bastante baja.
BMS no se calentó en absoluto, los elementos eran solo 1-2 grados más cálidos que el fondo. La batería también estaba fría.
Finalmente, después de aproximadamente 3.5 horas, el voltaje en el indicador alcanzó 12.5V, y el consumo de corriente llegó a cero: BMS desconectó la batería de la carga. Para aquellos que no creían en la posibilidad de la operación BMS por $ 8, el voltaje medido en las celdas con un multímetro fue de 4.18, 4.18 y 4.18V. Esto es un poco menos de 4.2V, pero se ajusta a la tolerancia declarada para LiPo +/– 50mV / celda.
Descarga
Para la descarga, se conectó un trozo de tira de LED a la batería, también a través de BMS, como una iluminación "vespertina":
Por supuesto, una lámpara LED de 12V sería más conveniente, pero no la tengo. La cinta brilló durante aproximadamente 2,5 horas por la noche, como luz de fondo. Por la mañana, un teléfono inteligente con una salida USB incorporada se conectó a la batería a través de CC-CC para cargar el teléfono inteligente:
La carga restante en la batería fue suficiente para cargar el teléfono inteligente del 15% al 75%, luego BMS desconectó la batería. El voltaje restante en las celdas de la batería después de la desconexión fue de 3.18, 3.51 y 3.45V, respectivamente, lo que nuevamente se ajusta a la norma. Como puede ver, BMS apagó la batería tan pronto como el voltaje en al menos una celda cayó por debajo de lo normal.
Conclusión
Podemos decir que el BMS funciona como se esperaba: iguala el voltaje de las celdas durante la carga y no permite una descarga profunda. Sin embargo, teniendo en cuenta los parámetros declarados por el fabricante "3S 12.6V 25A", sería extraño que no funcionara: la corriente de los paneles solares es notablemente menor (incluso teniendo en cuenta la probable comercialización y "vatios chinos").
Incluso en esta forma de "prueba", el sistema ya está funcionando, lo que le permite acumular energía solar durante el día y usarla por la noche. La potencia máxima en el vatímetro fue de aproximadamente 30 W con una potencia actual de aproximadamente 2 A, puede estimar aproximadamente que en medio día puede cargar una batería de 12 Ah, es decir. Las baterías de 20Ah serán suficientes con algo de reserva (nuevamente, no hay muchas baterías, en días nublados hay menos producción). Esto es suficiente para la iluminación nocturna con una lámpara LED de 1-3W y para cargar todos los dispositivos.
La batería de los modelos rc con Hobbyking se suministró como una solución temporal, exclusivamente para la prueba. Estas baterías no se probaron en modo continuo, por lo que no puedo recomendar su compra con tanta calidad. Al mismo tiempo, tampoco hubo problemas en su funcionamiento: las corrientes de descarga de 1-2 A para estas baterías son simplemente ridículas (en comparación, en un quadcopter, cuando vuela, la corriente es de 20-25 A).
La
siguiente parte hablará sobre el controlador de carga solar y cómo funciona todo junto. Estén atentos.