Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Pakiet 18650 - połączenie układu zabezpieczającego i balansującego

18 Maj 2020 09:21 381 12
  • Poziom 13  
    Witajcie,

    Załączam zdjęcia dwóch chińskich płytek sprzedawanych jako 'bms'.
    Jakiś czas temu pytałem o nie, udało się ustalić że czerwona to układ zabezpieczający ogniwa przed przeładowaniem i nadmiernym rozładowaniem (bez balansu), natomiast niebieska to moduł balansujący (bez zabezpieczeń).

    W idealnym przypadku chciałbym jeden moduł który realizuje funkcje obu powyższych. Ale mając do dyspozycji te dwa układy z obrazka - czy można je zastosować razem w jednym pakiecie ogniw tak żeby mieć i ochronę i balansowanie?


    Nie dołączam specyfikacji bo po prostu nie mam, sprzedawcy też nie udostępniają, ale oba typy są dość popularne i występują w wielu podobnych wariantach.

    Pakiet 18650 - połączenie układu zabezpieczającego i balansującego Pakiet 18650 - połączenie układu zabezpieczającego i balansującego
  • Pomocny post
    Poziom 43  
    Istnieją płytki realizujące obie funkcje, ale szukając na konkretny prąd i liczbę ogniw może sie okazać że akurat takich nie ma.

    Obecność zabezpieczenia rozpoznasz po MOSFETach w dużych obudowach połączonych parami i rezystorach o małej wartości - miliomy, a balancera po rezystorach kilkudziesięcioomowych, z identycznymi układami powielonymi w powtarzającym się wzorze.

    nightwatch napisał:
    Ale mając do dyspozycji te dwa układy z obrazka - czy można je zastosować razem w jednym pakiecie ogniw tak żeby mieć i ochronę i balansowanie?
    Możesz zastosować obie, balanser podłącza się wprost do ogniw, a układ zabezpieczenia pomiędzy ogniwami a obciążeniem/ładowarką, oba układy nie wpływają na siebie nawzajem.
  • Poziom 13  
    dzięki. Wiem że istnieją płytki z obiema funkcjami, nawet mam taką w pakiecie 5s do wkrętarki i działa całkiem przyzwoicie. Natomiast o te z obrazka pytałem bo mam je już w szufladzie no i chciałbym jakoś zagospodarować mimo tego że kupiłem je trochę bez sensu. Ale przynajmniej nie kosztowały zbyt wiele.

    PS orientujesz się czy ten balanser działa tylko podczas ładowania, czy cały czas (tzn jeśli napięcie na którymś ogniwie spadnie to rozładuje on pozostałe żeby wyrównać)? Nie była by to zbyt inteligentna funkcja...

    A jeśli chodzi o sposób podłączenia to z tego co widziałem na schemacie podłącza się je właściwie tak samo - na + i - pakietu oraz pomiędzy każdą parą ogniw w szeregu (B-, B1, B2, B3...., . B+) - czyli wychodzi na to że płytki będą połączone równolegle.
  • Poziom 24  
    jarek_lnx napisał:
    Obecność zabezpieczenia rozpoznasz po...

    Czyli ta ma zabezpieczenie i balancer ?
    Pakiet 18650 - połączenie układu zabezpieczającego i balansującego
  • Pomocny post
    Specjalista - zasilacze komputerowe
    Balansowanie ogniw w pakiecie można uzyskać na 2 sposoby.
    Poprzez rozbudowanie modułu BMS, bądź przez dodanie członu balansera.

    Pierwszy sposób polega na wyodrębnieniu "nadgorliwego" ogniwa i zmniejszeniu mu prądu ładowania.
    Oznacza to, że jeśli komparator w BMS-ie "zauważy", że jedno z szeregowo ładowanych ogniw zbyt szybko osiągnęło niebezpieczne dla Li-Ion napięcie ponad 4,2V to...

    Tu muszę się zatrzymać do momentu kiedy będę mógł to praktycznie przetestować.

    A więc albo dołącza równolegle rezystor powodując zmniejszenie prądu ładowania, albo rozłącza ładowanie rozładowując tym rezystorem nieznacznie obserwowane ogniwo, po czym znów pozwala na kontynuację ładowania.

    Taki sposób jest wystarczający do pakietów kS1P, czyli bez równolegle połączonych ogniw, gdzie k oznacza ilość szeregowych ogniw w baterii.

    Przy pakietach o większej obciążalności stosuje się balansery jako osobne moduły z układami przypominającymi diodę Zenera o prostokątnej charakterystyce I=f(U).
    Łatwo w sieci znaleźć schematy bazujące na popularnym TL431.

    Idea działania polega na stworzeniu sztywnego "sufitu" dla każdej sekcji równoległych ogniw (połączonych w szeregowy łańcuch) na poziomie 4,2V.
    Nadmiar energii wynikający z faktu naładowania równoległej sekcji zamienia sę w ciepło wydzielane przez tranzystor balansera. Pozostałe elementy szeregowego łąńcucha dalej się ładują.
  • Poziom 13  
    Zwierzak_PAH napisał:
    jarek_lnx napisał:
    Obecność zabezpieczenia rozpoznasz po...

    Czyli ta ma zabezpieczenie i balancer ?
    Pakiet 18650 - połączenie układu zabezpieczającego i balansującego


    Zobacz od spodu
    jak jest napis HX-3S-FL20 to nie ma balansera
    jak jest HX-3S-FL25 to ma balanser
    jak jest coś innego trzeba iść do wróżki


    i jeszcze jakieś objaśnienie co to za płytka
    https://www.youtube.com/watch?v=lQrbmh5-7os

    Dodano po 16 [minuty]:

    aha, i jeszcze ciekawostka, ta czerwona płytka z pierwszego posta ma układ scalony, okazuje się (mimo tego że sprzedawca zamazał oznaczenia) że jest to układ dedykowany do BMSów, nazywa się BM3451 i ma nawet dokumentację
    https://datasheetspdf.com/pdf-file/1098180/BYDMicroelectronics/BM3451/1

    i z dokumentacji można się dowiedzieć że realizuje cały zestaw funkcji potrzebnych bateryjkom, ma także wyprowadzenia pozwalające na zrobienie balansera (tzn układ sam nie jest balanserem, ale mierzy napięcie ogniw i ma wyjścia pozwalające sterować jakimś układem który upuszcza krwi ogniwom którym za bardzo wzrosło)
    No więc było by bardzo miło gdyby płytka robiła użytek z tych możliwości, ale ze strony sprzedawcy można się dowiedzieć że balansera nie ma. No, można przynajmniej wnioskować z niejasnego opisu że nie ma. A może to się da jakoś sprawdzić?
  • Poziom 24  
    nightwatch napisał:
    Zobacz od spodu
    jak jest napis HX-3S-FL20 to nie ma balansera
    jak jest HX-3S-FL25 to ma balanser
    jak jest coś innego trzeba iść do wróżki


    Druga strona:
    Pakiet 18650 - połączenie układu zabezpieczającego i balansującego
    Ta płytka występuje jako: rev 1.0, 1.1, 1.4, 2.0, 2.2, 3.0.
    W 3.0 jest dodatkowo zielona i niebieska :)
    Są wersje z diodami led, z polami na diody a i całkiem układ bez led.

    Ale najgorsze jest to, że sprzedawcy często wstawiają fotkę która nie jest faktycznie fotką sprzedawanej płytki :)


    Ta sama płytka w rev 2.3
    Pakiet 18650 - połączenie układu zabezpieczającego i balansującego


    A tu 1.1 :)
    Pakiet 18650 - połączenie układu zabezpieczającego i balansującego
  • Poziom 43  
    Zwierzak_PAH napisał:
    Czyli ta ma zabezpieczenie i balancer ?
    Tak, ma
  • Specjalista - zasilacze komputerowe
    Jeśli chcesz dowiedzieć się czegoś więcej nt modułu BMS-a, którego chcesz użyć to polecam prosty układ testowy.
    Pakiet 18650 - połączenie układu zabezpieczającego i balansującego
    Należy dorobić prosty układ imitujący ogniwo.

    Części to ogólnie dostępny wzmacniacz operacyjny, 2 tranzystory na radiatorze, rezystor 1÷10K. Jeśli masz kawałek warsztaciku to godzinka roboty wystarczy.
    Tranzystory niewyszukane, właściwie to każdy w TO220 lub nawet mniejsze (BD135, BD136), potencjometr dowolny. Dorobiony układ można zasilić np. z gniazda USB, chociaż napięcie może okazać się zbyt niskie do wygenerowania 4,2V (i wyżej) na wyjściu układu.

    Układ udaje ogniwo o napięciu ustawianym potencjometrem. Można więc ustawiając konkretne napięcie obserwować zachowanie BMS-a.

    W pierwszym kroku podłączamy ładowarkę. Ze względu na moc wydzielaną na tranzystorze warto włączyć w szereg żarówkę ograniczając prąd ładowania.
    Teraz wystarczy regulować potencjometrem udając przekroczenie 4,2V na środkowym ogniwie i obserwować kiedy BMS odłączy ładowanie.

    Tak samo można przetestować pozostałe kanały BMS-a zamieniając miejscami ogniwo z układem symulującym.

    W drugim kroku pomiarów obciążamy baterię ogniw żarówkami (mogą być samochodowe, ale mx 4W ze względu na obciążalność testerka).
    Teraz potencjometrem udajemy rozładowane ogniwo obserwując napięcie i zachowanie BMS-a. Wynikiem ma być napięcie, przy którym odłączy obciążenie chroniąc ogniwa przed dopuszczalnym rozładowaniem.
  • Poziom 24  
    Ja sobie testowałem co robi układ takim prostym czymś:
    Pakiet 18650 - połączenie układu zabezpieczającego i balansującego
    Podłączone równolegle do wyjść ładowania płytki, na przemian pokazuje napięcie pakietu / ogniw.

    Jak poskładałem układ to obserwowałem jak ładuje od początku do końca.
    Widać było jak jedno ogniwo doszło do 4.18V a inne do 3.9V. Płytka przestawała ładować te 4.18V ale reszta ładowała się do osiągnięcia 4.18V
  • Poziom 13  
    Aktualizacja: dziś zmontowałem pakiet 5S2P do zasilania narzędzia Makity 18V. Wykorzystałem dwie płytki o których pisałem na samym początku tematu - zabezpieczającą (czerwona) oraz balansującą (niebieska), zostały one połączone równolegle.
    Niewiele mogę powiedzieć o tym czy płytka zabezpieczająca rzeczywiście działa, natomiast na pewno działa układ balansujący - wygląda na to że załącza się gdy któreś ogniwo przekracza 4.2 V. Prawdopodobnie on działa wyłącznie powyżej tego progu, tzn balansowanie polega na tym że rozładowuje ogniwa przekraczające 4.2 V więc jeśli ładowarka jest podłączona to w końcu wszystkie osiągną poziom 4.2V.
    Plytkę zabezpieczającą udało mi się zewrzeć podczas lutowania więc chętnie dowiedział bym się czy jeszcze w ogóle funkcjonuje ale nie mam pojęcia jak to sprawdzić.
  • Poziom 38  
    nightwatch napisał:
    natomiast na pewno działa układ balansujący - wygląda na to że załącza się gdy któreś ogniwo przekracza 4.2 V. Prawdopodobnie on działa wyłącznie powyżej tego progu, tzn balansowanie polega na tym że rozładowuje ogniwa przekraczające 4.2 V więc jeśli ładowarka jest podłączona to w końcu wszystkie osiągną poziom 4.2V.

    Żebyś się nie zdziwił, weź pod uwagę, że tam są rezystory 62 Ω więc prąd rozładowujący jest żenująco niski, za chwilę wyłączy Ci się ładowanie na OVC, albo i nie
    nightwatch napisał:
    Plytkę zabezpieczającą udało mi się zewrzeć podczas lutowania więc chętnie dowiedział bym się czy jeszcze w ogóle funkcjonuje ale nie mam pojęcia jak to sprawdzić.

    bo może ukatrupiłeś zabezpieczenie.
    Balansować w prosty sposób można za pomocą "shunt balancing" - znany czeski układ albo rozładowywać relatywnie małymi prądami według pewnych, zazwyczaj dość perwersyjnych algorytmów, żeby było śmiesznie, te co bardziej efektywne są opatentowane.
    Pozostaje również "active cell balancing".
  • Poziom 13  
    szkoda mi męczyć tej baterii bo potrzebna mi sprawna, ale może mógłbym zrobić zwarcie i sprawdzić czy zabezpieczenie zadziała i rozłączy obwód? Innego pomysłu nie mam.
    No i jeszcze rysunek - tak sprzedawca przedstawia sposób podłączenia tego protection board.

    Nie podoba mi się sposób podłączenia plusa z baterii (B+) - jeśli ta płytka jest do 20A to podejrzanie wygląda ten pad, jest wielkości takiej jak pozostałe plusy dla reszty ogniw które chyba tylko mierzą napięcie, a przecież B+ powinien przenosić cały prąd płynący z pakietu (na dodatek tam ciasno, mało miejsca na grubszy kabel). No więc na swój rozum 'zoptymalizowałem' to i połączyłem oba B+ i P+ ze sobą oraz z plusem całego pakietu za pomocą solidniejszego drutu. Wygląda na to że B+ z P+ na płytce i tak są połączone (w każdym razie tak wychodzi z pomiaru opornosci) więc nic to nie powinno psuć. No ale tam właśnie zrobiłem zwarcie, tj z B+ do któregoś z pobliskich oporników - zaiskrzyło solidnie)

    Pakiet 18650 - połączenie układu zabezpieczającego i balansującego