Terdapat banyak cara untuk membina sistem bateri untuk peranti mudah alih atau kenderaan. Saya akan menerangkan bagaimana saya telah membina satu untuk Longboard Elektrik dan satu untuk Loadspeaker mudah alih (alias Boombox). Saya tidak akan masuk ke bateri apa yang digunakan, bergantung kepada aplikasi, tetapi fokus pada bagaimana anda boleh mengenakan setiap bateri litium di luar sana.
Pengajaran ini adalah untuk sel Lithium (18650, lipos, LiHV dan lain-lain) yang memerlukan kitaran pengecasan CC-CV (arus malar, voltan malar). Sistem bateri mungkin berfungsi untuk jenis lain untuk bateri, selagi mereka mahu dikenakan CCCV.
CC-CV mengubah voltan untuk sentiasa menyampaikan set semasa anda. Apabila voltan mencapai voltan cas maksimum bateri, arus secara beransur-ansur menurun supaya voltan tidak melebihi nilai yang ditetapkan.
Bekalan:
Langkah 1: Perkara yang Anda Perlu
Dari sumber kuasa ke sel bateri:
1. Penyesuai kuasa AC-DC (Ini adalah yang hebat)
2. Female DC-Plug untuk memadankan penyesuai anda
3. Step-Up atau Down-Down converter DC-DC dengan arus laras. (Yang saya gunakan: Langkah-langkah, Langkah-Down)
4. Sistem Pemantauan Bateri (BMS) (Satu untuk 3s, 6)
5. Pilihan: Relay dengan voltan input isyarat dekat dengan voltan output penyesuai kuasa anda.
Dalam setup saya, kuasa AC-DC Power adapter adalah kesesakan ketika datang untuk mengecas cepat. Output kuasa yang diberi nilai adalah 120 W dan ia maxed out semasa pengisian. Sekiranya anda ingin mengecas cepat, membeli bekalan kuasa yang lebih kuat atau menggunakan bekalan kuasa bangku atau bekalan kuasa komputer stesen. Mengecas hasil cepat dalam arus tinggi yang akan menghasilkan lebih banyak haba. Langkah lebih tinggi / turun penukar (atau pelesapan haba yang lebih baik) mungkin diperlukan.
Saya harus menyebutkan sekalipun, bahawa semua sel litium mendapat manfaat daripada pengisian lambat dan akan bertahan lebih lama. Jangan sekali-kali mengecas bateri lebih cepat daripada yang direka untuk.
Dengan menggunakan persediaan ini, adalah mungkin untuk menggunakan voltan input yang berbeza tanpa mengubah output. Sebagai contoh, bekalan kuasa dinding saya memberikan 19,5 V tetapi saya juga boleh mengenakan bayaran dari kereta saya pada 12 V. Penukar DC-DC akan menyesuaikan supaya voltan dan arus keluaran tetap tidak berubah.
Kebanyakan penyesuai kuasa dilengkapi dengan palam lelaki. Dapatkan plag wanita untuk permohonan anda untuk pembersihan bersih yang baik!
Langkah 2: Bekalan Kuasa
Dua contoh:
a. Longboard Elektrik mempunyai Bateri LiHV 9s1p (polimer litium voltan tinggi), yang dikenakan sehingga 4,3 * 9 = 39,15 V.
b. Boombox mempunyai bateri Lithium ION 3s16p (18650), mengecas sehingga 4,2 * 3 = 12,6 V.
Kedua-dua binaan menggunakan penyesuai kuasa komputer riba yang sama. Penyesuai ini adalah 19,5 V dan mampu menyampaikan 7.2 amps. Untuk papan panjang DC-DC CCCV Meningkatkan modul digunakan untuk meningkatkan voltan dari 19,5 V ke 39,15 V (atau voltan yang saya pilih). Untuk Boombox, DC-DC CCCV Turun modul digunakan untuk menurunkan voltan dari 19,5 V kepada 12,6 V (atau voltan yang saya pilih). Voltan penyesuai kuasa yang anda pilih sepatutnya berada berhampiran voltan bateri anda. Walau bagaimanapun, modul Step-Up / Down memerlukan beberapa perbezaan antara output dan input untuk berfungsi dengan betul.
Sekiranya anda mempunyai bateri voltan tinggi (untuk mengatakan + 30V) anda tidak mahu bekalan kuasa seperti 5 V. Untuk mengecas dalam kadar yang sederhana, arus input akan menjadi besar, dan perkara akan menjadi panas dan haba tidak baik!
Katakan anda mempunyai bateri 3s. Voltan pada penuh ialah 12,6 volt. Ada (antara alternatif lain) dua cara untuk mengenakan bateri ini:
1. Anda boleh menggunakan bekalan kuasa voltan yang lebih tinggi dan menggunakan DC-DC CCCV Turun modul. Saya akan pergi untuk beberapa voltan yang lebih tinggi daripada 15 volt untuk memastikan bahawa modul Step-Down mendapat perbezaan voltan antara input dan output yang diperlukan (baca spesifikasi modul Langkah-Down).
2. Kita boleh menggunakan bekalan kuasa voltan yang lebih rendah. Sebagai contoh: Penyesuai kuasa 5 volt digabungkan dengan CCCV DC-DC Meningkatkan modul.
Kedua-dua pilihan akan mengenakan caj bateri anda tetapi ia datang dengan faedah yang berbeza. Pilihan pertama mungkin akan mengecas bateri anda lebih cepat kerana lebih mudah untuk mencari penyesuai kuasa dengan lebih banyak output kuasa pada voltan lebih tinggi daripada satu pada voltan yang lebih rendah. Pilihan kedua boleh mempunyai input 5 volt yang merupakan voltan yang semua output dari USB. Hati-hati di sini untuk tidak menetapkan modul Langkah-Up anda pada arus yang lebih tinggi daripada apa yang boleh dihantar oleh USB-port. Ini mungkin menggoreng komputer anda atau peranti kuasa lain!
Output tipikal penyesuai kuasa 5 volt ialah 1 A, menghasilkan output kuasa 5 W. Daya penyesuai kuasa 15 volt khas 5 A menghasilkan output kuasa 75 W. Terdapat perbezaan besar di sini!
Langkah 3: Modul Step-Up / Down
Pastikan untuk mendapatkan Modul Langkah-langkah atau Langkah-Down dengan arus laras. Yang paling murah tidak memilikinya, jadi pastikan anda mendapat yang betul. Sekiranya anda tidak mempunyai arus laras, anda tidak mempunyai pengecas CCCV. Modul Langkah saya untuk Electric Longboard saya mengeluarkan kira-kira 3 amps (apabila penyesuai kuasa dimaksimumkan) dan ia menjadi hangat ke sentuhan, walaupun sukar ditaraf pada 10 amps. Pastikan anda mendapat sekurang-kurangnya 50% margin untuk keperluan anda. Jika tidak? Pasang peminat atau heatsink untuk meningkatkan pelesapan haba.
Sesetengah modul mempunyai paparan, ada yang tidak. Untuk Electric Longboard saya, tidak ada cara mudah untuk menyesuaikan paparan jadi saya pergi dengan modul Langkah-Up tanpa satu. Modul Langkah-Down Boombox mempunyai paparan dan yang bagus untuk melihat voltan bateri dan arus yang sedang dicasainya. Jika anda mempunyai paparan, anda tidak perlu multimeter untuk menetapkan nilai untuk voltan dan arus output. Jika anda tidak mempunyai paparan, anda perlu multimeter untuk mengukur kedua-dua voltan dan arus semasa penyediaan. Semasa operasi normal, tiada multimeter diperlukan. Sambungkan penyesuai kuasa anda.
Nota: Sesetengah (kebanyakannya) modul Langkah-Up dinamakan LED-driver atau penggalak voltan. LED biasa memerlukan arus malar dan modul Langkah-Up dengan arus laras sesuai untuk memandu LED. Itulah sebabnya mereka boleh dinamakan "Pemandu LED".
Meningkatkan
Inilah yang saya gunakan.
Berikut adalah yang lebih besar yang lebih kuat.
Turun
Berikut adalah yang kecil dan murah.
Berikut adalah yang lebih besar.
Langkah 4: BMS
Jika anda mengecas satu sel tunggal atau beberapa sel yang disambung secara selari (1s), langkau bahagian ini. Bateri pelbagai sel yang disambungkan dalam siri memerlukan BMS, Sistem Pemantauan Bateri. Setiap sel litium mahu dikenakan sebanyak 4,2 volt. Sekiranya anda mempunyai bateri 2s, anda akan mengecasnya hingga 8,4 volt. Masalahnya adalah untuk memastikan setiap sel tidak melebihi 4,2 volt, mungkin menjadi bahaya. 4,1 + 4,3 masih 8,4 jadi kami akan memerlukan cara untuk mengecas sel-sel. Di sinilah BMS masuk.
Sesetengah mungkin berhujah bahawa sel-sel baru dalam kelompok pengeluaran yang sama sangat serupa dengan ciri-ciri yang tidak diperlukan BMS untuk mengekalkan voltan walaupun merentasi sel dalam bateri pelbagai siri. Walaupun ini mungkin benar pada awal hayat sel, ia mungkin tidak selepas beberapa kitaran caj. Jika anda tidak mahu menjejaki tegasan sel secara manual, gunakan BMS.
Sekiranya aplikasi anda memerlukan banyak kuasa, perbezaan sel-sel akan lebih besar apabila daya kuasa dibuat, menjadikan voltan di seluruh sel berbeza. Dalam aplikasi kuasa tinggi, anda benar-benar mahu mempunyai BMS!
Longboard elektrik saya menarik 40 amps dari masa ke semasa yang lebih daripada kebanyakan yang boleh mengendalikan BMS (termasuk yang saya ada). Oleh itu, saya hanya menggunakan BMS untuk mengecas. Apabila menunaikan, saya tidak pernah melepaskan sel kurang daripada 3,5 volt, jadi terdapat margin keselamatan untuk sel-sel voltan minimum mutlak, walaupun tegangan sel mengalir beberapa dari satu sama lain, tiada sel akan dibebaskan dengan bahaya.
Sesetengah BMS datang dengan sensor suhu (kelihatan seperti perintang keramik yang tergantung dari dua chords). Nilai tipikal ialah 65 darjah celcius. Pada pendapat saya, anda mungkin tidak memerlukannya. Hanya pastikan anda menyemak komponen untuk memanaskan selama beberapa kali pertuduhan pertama. Jika ia menjadi terlalu panas, kekasih semasa mengecas modul Step-Up / Down.
Di sini anda boleh mendapatkan BMS anda
Langkah 5: Relay
Relay tidak diperlukan untuk sistem pengecasan, tetapi ia menambah beberapa feutures yang bagus. Ia juga menambah bunyi klik apabila penyesuai kuasa disambungkan, yang saya dapati dengan baik;).
Saya ingin memastikan bahawa modul Step-Up / Down tidak mengosongkan bateri saya apabila saya tidak menggunakan Electric Longboard atau Boombox. Skrin modul Langkah-Down lits apabila terdapat voltan pada sama ada input atau output, melukis sedikit arus. Dalam masa yang panjang, bateri akan menunaikan dan mungkin rosak. Jadi untuk menyelesaikannya, relay boleh digunakan! Priciple adalah untuk membolehkan voltan pada modul Step-Up / Down apabila penyesuai kuasa input disambungkan.
Satu lagi masa depan yang boleh ditambah adalah untuk melambatkan sambungan beban (iaitu bateri) dari apabila penyesuai kuasa menyambung. Ini membolehkan modul Step-Up / Down mengenakan kapasitor dan apa yang sebelum voltan tinggi atau rendah digunakan pada port output modul. Ini boleh dilakukan dengan perintang dan kapasitor.
Apabila menambahkan perintang dalam siri dengan gegelung geganti, pembahagi voltan dibuat. Dan ia tidak begitu buruk dalam kebanyakan kes. Gegelung bertindak seperti perintang dan bergantung kepada apa nilai perintang dan apa rintangan gegelung, voltan pada relay ditentukan. Relay yang paling biasa dibuat selama 12 volt. Jika penyesuai Kuasa anda menyampaikan lebih daripada 12 volt, anda akan mendapat manfaat daripada pembahagi voltan ini yang baru kami buat. Mari kita buat beberapa pengiraan untuk menjelaskan.
Contoh
Bekalan Kuasa saya adalah 19,5 volt. Saya mempunyai salah satu daripada ini, geganti 12 volt. Dalam lembaran data ia mengatakan bahawa rintangan gegelung adalah 320 ohm. Menggunakan undang-undang Ohm (atau kalkulator dalam talian), kita mendapati bahawa kita memerlukan perintang 12 / 19.5 * 320 = 200 ohm untuk mendapatkan 12 volt pada gegelung geganti.
OKEY. Saya sebutkan dahulu bahawa kita memerlukan kapasitor juga. Kapasitor harus dihubungkan selari dengan gegelung. Apabila voltan digunakan di atas topi dan gegelung, arus besar akan mengalir ke kapasitor dengan cepat dan apabila voltan meningkat, relay akan terbuka. Bagaimanapun, perintang (200 ohm) yang kami tambah akan menghadkan arus. mengalir ke kapasitor, memperlahankan pengisian kapasitor dan dengan itu melambatkan pembukaan geganti.
Dengan menggunakan kalkulator dalam talian, kita mendapati bahawa untuk kapasitor 1000 uF dan rintangan siri 520 ohm (200 + 320), ia akan mengambil masa kira-kira setengah saat untuk mencapai 63% daripada 12 volt. Menurut datasheet relay itu, diperlukan 75% dari 12 volt untuk relay untuk dibuka. Jadi, berikan atau ambil, 0,5 saat Litar ini akan melambatkan pembukaan geganti. Banyak masa untuk modul Step-Up / Down untuk mengenakan bayaran.
Seperti yang saya nyatakan sebelum ini, kami juga mendapat manfaat daripada hakikat bahawa bateri adalah 100% yang dicabut dari modul Step-Up / Down apabila kord Power diputuskan. Tiada kebocoran kuasa: Tiada risiko mengosongkan bateri di dalam starage.
Catatan: Diod juga boleh menghalang "arus balik" ke modul Step-Up / Down. Howver, saya mempunyai masa yang sukar mencari satu yang boleh mengendalikan arus yang cukup dan juga mempunyai rintangan yang rendah. Diod rintangan yang tinggi akan membuat modul Step-Up / Down anda menyampaikan kurang semasa, dan diod boleh menjadi sangat panas.
Nota # 2: Terdapat banyak Litar lain yang akan memberi anda ciri-ciri yang sama. Walau bagaimanapun, ini sangat mudah dan murah, litar lain mungkin tidak.
