Oi Geektimes! A
parte anterior falou brevemente sobre os componentes necessários para armazenar energia do painel solar, agora vamos testar os componentes. Eu queria testar as duas partes principais - o controlador do painel solar (controlador de carregamento solar) e o BMS (Sistema de gerenciamento de bateria), mas a velocidade do correio fez alguns ajustes. Portanto, começaremos apenas com o BMS e o restante dos detalhes teve que ser retirado daqueles que estavam à mão.
O que aconteceu, detalhes sob o corte.
Carga da bateria
Como mencionado anteriormente, o Battery Management System é usado para trabalhar com a bateria - esta é uma placa que executa várias funções úteis ao mesmo tempo:
- fornece células de carga uniformes,
- protege a bateria contra sobrecarga, o que é extremamente prejudicial e até risco de incêndio para baterias de lítio,
- Protege a bateria contra descarga excessiva, o que também é prejudicial para a bateria, embora não seja um risco de incêndio.
No meu caso, a placa de equilíbrio de proteção 18650 foi encomendada (é mais uma vez importante observar a presença dos componentes de proteção e de equilíbrio na placa, existem placas em que há uma coisa), que se parece com isso:
A taxa é de US $ 8, e alguns leitores questionaram a qualidade de seu trabalho. Também vamos verificar isso. Havia perguntas na parte anterior, então explicarei mais uma vez que três "baterias" no diagrama são mostradas condicionalmente, cada célula na vida real pode consistir em várias paralelas (isso é realmente feito em laptops).
Componentes
Foram encontrados componentes ausentes para conectar o BMS em estoques antigos.
1) Bateria Li-ion 3S1P com 2.1Ah Hobbyking:
Este não é um fator de forma 18650, mas a química das células é a mesma, portanto não há essencialmente nenhuma diferença.
2) Conversor dc-dc abaixador:
Usando este conversor, a tensão será aplicada ao BMS. A potência do conversor é de 15W, portanto, em geral, ele não cabe em um painel de 100 watts. No entanto, o tempo estava nublado, o que fará o teste. O valor máximo para LiPo 4.2 * 3 = 12.6V foi definido no conversor.
O algoritmo de carga LiPo correto é mais ou menos assim:
Na primeira fase, a bateria é carregada com corrente constante (CC, corrente constante) até atingir uma tensão de 4,2V por célula. Então essa tensão é mantida pelo carregador (modo CV, tensão constante) até que a corrente de carga caia para o valor mínimo.
Nosso algoritmo de cobrança será "um pouco" mais simplificado. Apenas a primeira fase da SS permanece, na qual a corrente será condicionalmente constante, porque a força atual dos painéis solares está mudando constantemente. No entanto, não há nada de errado nisso, pelo contrário, uma carga com correntes mais baixas prolonga a vida útil da bateria. A ausência da segunda fase do CV levará apenas ao fato de a bateria ser carregada em aproximadamente 80%, no entanto, não piorará outros parâmetros da bateria. Também não há danos à bateria devido a uma carga insuficiente, pelo contrário.
Cobrar
Para o teste, pegamos uma bateria de íon-lítio, a voltagem nas células era diferente e totalizava 3,13, 3,47 e 3,44V, respectivamente. "No joelho" todos os componentes acima foram montados e conectados juntos.
A nebulosidade era variável e mesmo com chuva fraca. A energia recebida do painel solar variou de 2 a 18W. Havia preocupações sobre a operação do conversor, que era muito quente ao toque, mas sua temperatura era realmente bastante baixa.
O BMS não foi aquecido, os elementos estavam apenas 1-2 graus mais quentes que o fundo. A bateria também estava fria.
Finalmente, após cerca de 3,5 horas, a tensão no indicador atingiu 12,5V e o consumo de corrente tornou-se igual a zero - o BMS desconectou a bateria da carga. Para aqueles que não acreditavam na possibilidade de operação do BMS por US $ 8 - a voltagem medida nas células com um multímetro era de 4,18, 4,18 e 4,18V. Isso é um pouco menor que 4,2V, mas se encaixa no declarado para tolerância de LiPo +/– 50mV / célula.
Descarga
Para a descarga, um pedaço de faixa de LED foi conectado à bateria, também através do BMS, como uma iluminação "noturna":
Claro, uma lâmpada LED de 12V seria mais conveniente, mas eu não a tenho. A fita brilhou por cerca de 2,5 horas à noite, como uma luz de fundo. De manhã, um smartphone com uma saída USB integrada foi conectado à bateria via dc-dc para carregar o smartphone:
A carga restante na bateria foi suficiente para carregar o smartphone de 15% a 75% e o BMS desconectou a bateria. A tensão restante nas células da bateria após a desconexão foi de 3,18, 3,51 e 3,45V, respectivamente, o que novamente se encaixa na norma. Como você pode ver, o BMS desligou a bateria assim que a tensão em pelo menos uma célula caiu abaixo do normal.
Conclusão
Podemos dizer que o BMS funciona como esperado - reduz a tensão das células durante o carregamento e não permite uma descarga profunda. No entanto, levando em consideração os parâmetros declarados pelo fabricante “3S 12.6V 25A”, seria estranho se não funcionasse - a corrente dos painéis solares é notavelmente menor (mesmo levando em consideração a provável comercialização e “watts chineses”).
Mesmo nesta forma de "teste", o sistema já está funcionando, permitindo acumular energia solar durante o dia e usá-la à noite. O pico de potência no medidor de watt era de cerca de 30W com uma força de corrente de cerca de 2A, você pode estimar aproximadamente que em meio dia pode carregar uma bateria de 12Ah, ou seja, As baterias de 20Ah serão suficientes com alguma reserva (novamente, não há muitas baterias; em dias nublados, há menos produção). Isso é suficiente para a iluminação noturna com uma lâmpada LED de 1-3W e para carregar todos os aparelhos.
A bateria dos modelos rc com Hobbyking foi fornecida como uma solução temporária, exclusivamente para o teste. Essas baterias não foram testadas no modo contínuo, por isso não posso recomendá-la para compra com essa qualidade. Ao mesmo tempo, também não houve problemas em sua operação - as correntes de descarga de 1-2A para essas baterias são simplesmente ridículas (para comparação, em um quadcopter, ao voar, a corrente é de 20 a 25A).
A
próxima parte falará sobre o Solar Charge Controller e como tudo funciona juntos. Fique atento.