Arvutid ja kaasaegsed vidinad

Tänapäeval kasvab Venemaal väikese ja keskmise võimsusega autonoomsete elektrisõidukite tootjate arv. Nende hulka ei kuulu ainult elektriautod ja linnatransport. Elektrilist veojõudu kasutatakse edukalt laadurite, lao- ja põllumajandustehnika müügil, kala- ja jahipõldudel vaikse jahi ja kalapüügi jaoks (kärud, paadid, ATV-d), samuti spordi- ja meelelahutusväljakutel.

Enamiku nende sõidukite tootjad kasutavad jõuallikatena keskmise võimsusega elektriajamit ja liitiumakusid. Sellise süsteemi õige ja ohutu töö tagamiseks on vaja jälgida iga akuelemendi laetust. Enamik tootjaid kasutab selleks valmis juhtimissüsteeme ( BMS) välistoodang (HRV, USA, Saksamaa).

Elektrisõidukites laialdaselt kasutatavad efektiivseimad liitiumtoiteallikad toodavad oma olemuselt tööpinget suurusjärgus 3,2...4 V. Elektriajami töö tagamiseks kõrgemal pingel on need ühendatud järjestikku. Sellise aku konfiguratsiooni korral võib ühe või mitme elemendi parameetrite muutumisel tekkida tasakaalustamatus - ülelaadimine, elementide ülelaadimine, ulatudes halvimal juhul 30% -ni. See režiim vähendab oluliselt (mitu korda) aku tööiga.

Süsteem BMS võimaldab juhtida ja tasakaalustada autonoomse elektrisõiduki järjestikku ja paralleelselt ühendatud akuelementide laetust.

Akuelementide tasakaalustamisel on 2 peamist tüüpi: aktiivne ja passiivne.

Kui pooride pinge on saavutatud, hakkab passiivne tasakaalustussüsteem takistile energiat soojuse kujul hajutama ja laadimisprotsess peatub; seejärel, olles saavutanud madalama lävipinge, hakkab süsteem uuesti kogu akut laadima. Laadimisprotsess peatub, kui kõigi elementide pinge on nõutavas vahemikus.

Passiivne tasakaalustamine on ühesuunaline süsteem; see suudab absorbeerida ainult raku laengut. Aktiivne tasakaalustussüsteem kasutab kahesuunalisi alalis-alalisvoolu muundureid, võimaldades seeläbi rohkem laetud elemendist saadavat energiat suunata mikrokontrolleri juhtimisel rohkem tühjenenud rakku. BMS. Maatrikslüliti võimaldab laengud rakku sisse või sealt välja suunata. Lüliti on ühendatud DC-DC voolu reguleerivale muundurile võib see olla positiivne, kui elementi on vaja laadida, negatiivne, kui see on vaja tühjendada. Takisti kasutamise ja soojuse hajutamise asemel juhitakse laadimisel ja tühjenemisel voolava voolu suurust koormuse tasakaalustamise algoritm.

Kõige laialdasemalt kasutatakse analoogseid passiivseid tasakaalustamissüsteeme. Joonisel on kujutatud tüüpiline süsteem ja selle omadused.

Oleme välja töötanud aku matemaatilise mudeli, mis koosneb 16-st LiFePO 4 rakku, mille laengu juhtimine viidi läbi passiivse kaudu BMS. Aku matemaatiline mudel LiFePO 4 rakku süsteemis MatlabSimulink võtab arvesse antud elemenditüübile vastavaid aku mittelineaarseid laadimis- ja tühjenemisomadusi, sisetakistust, aga ka elemendi elutsükli jooksul muutuvat maksimaalse võimsuse hetketaset.

Passiivne tasakaalustaja ühendati paralleelselt iga rakuga. Laadimis- ja tasakaalustamisprotsessi juhtimiseks ühendati jadamisi võti, mille avamine ja sulgemine viidi läbi vastavalt aadressilt tulnud käsule. BMS. Uuring viidi läbi aku ideaalsest pingeallikast laadimise viimase etapi jaoks.

16 LiFePO4 elemendist koosneva aku laadimisprotsessi ostsillogrammid, millest üks oli "kahjustatud" ja väiksema mahutavusega

Joonisel on kujutatud juhtum, kus ühe elemendi parameetreid muudeti, eelkõige simuleeriti võimsuse kaotust ja sisetakistuse suurenemist, mis võib juhtuda päriselus näiteks löögi või löögi tagajärjel või ülekuumenemise tõttu.

Kahjustatud element laeb kiiremini ja saavutab esimesena vajaliku pinge. Edasist laadimist aga ei toimu. Vastavalt ülalkirjeldatud põhimõttele hakkab tasakaalustaja tööle. Ülejäänud roheliselt tähistatud elemendid säilitavad laadimisprotsessi lõppedes oma praeguse mahutavuse ja jätkavad laadimist, kui see jätkub.

Kui kõigi elementide pingetase jõuab nõutavasse vahemikku, siis laadimisprotsess peatub

Tervitused kõigile, kes valgust vaatasid. Nagu te ilmselt juba arvasite, keskendub ülevaade kahele lihtsale tahvlile, mis on loodud Li-Ion akude koostude jälgimiseks, mida nimetatakse BMS-iks. Ülevaade hõlmab katsetamist ja ka mitmeid võimalusi liitiumi kruvikeeraja muundamiseks nendel või sarnastel tahvlitel. Kõik huvilised olete oodatud kassi alla.

Üldine vorm:


Plaatide lühinäitajad:


Märge:

Hoiatan kohe - tasakaaluliikuriga on ainult sinine laud, punane ilma tasakaalustajata, st. See on puhtalt kaitseplaat ülelaadimise/ülelaadimise/lühise/kõrge koormusvoolu eest. Ja ka vastupidiselt mõnele arvamusele pole ühelgi neist laadimiskontrollerit (CC/CV), seega on nende tööks vajalik spetsiaalne fikseeritud pinge- ja voolupiiranguga plaat a.

Tahvli mõõtmed:

Plaatide mõõdud on väga väikesed, ainult 56mm*21mm sinisel ja 50mm*22mm punasel:




Siin on võrdlus AA ja 18650 patareidega:


Välimus:

Alustame sellest sinine kaitseplaat :


Lähemal uurimisel näete kaitsekontrollerit – S8254AA ja 3S komplekti tasakaalustavaid komponente:


Töövool on müüja sõnul kahjuks ainult 8A, kuid andmelehtede järgi otsustades on üks AO4407A mosfet 12A (tipp 60A) ja meil on neid kaks:

Märgin ka ära, et tasakaalustusvool on väga väike (umbes 40mA) ja balansseerimine aktiveerub kohe, kui kõik rakud/pangad lülituvad CV režiimile (laadimise teine ​​faas).
Ühendus:


lihtsam, kuna sellel puudub tasakaalustaja:


See on valmistatud ka kaitsekontrolleri baasil - S8254AA, kuid on mõeldud suurema töövoolu jaoks 15A (jällegi tootja sõnul):


Kasutatud võimsusmosfetite andmelehtede põhjal on töövooluks 70A ja tippvooluks 200A, piisab isegi ühest mosfetist ja meil on neid kaks:

Ühendus on sarnane:


Niisiis, nagu näeme, on mõlemal plaadil vajaliku isolatsiooniga kaitsekontroller, toitemosfetid ja šundid voolava voolu juhtimiseks, kuid sinisel on ka sisseehitatud lantsiir. Ma ei süvenenud vooluringi, kuid tundub, et võimsusmosfetid on paralleelsed, nii et töövoolud saab korrutada kahega. Need sallid ei tea laadimisalgoritmi (CC/CV). Kinnitamaks, et tegemist on täpselt kaitseplaatidega, võime hinnata S8254AA kontrolleri andmelehe järgi, kus laadimismooduli kohta pole sõnagi:


Kontroller ise on mõeldud 4S-ühenduse jaoks, nii et mõne muudatusega (andmelehe järgi otsustades) - pistiku ja takisti jootmisel - võib-olla töötab punane kaart järgmiselt:


Sinise salli 4S-i uuendamine pole nii lihtne, peate tasakaalustajale lisama täiendavaid komponente.

Tahvli testimine:

Niisiis, liigume edasi kõige olulisema juurde, nimelt selle juurde, kui sobivad need reaalseks kasutamiseks sobivad. Järgmised seadmed aitavad meid testimisel:
- kokkupandav moodul (kolm kolme-/neljaregistrilist voltmeetrit ja hoidik kolmekordsetele 18650 akudele), mis vilkus minu laadija ülevaates, kuid ilma tasakaalustamata läheb saba:


- kahe registriga ampervoltmeeter voolu juhtimiseks (seadme madalamad näidud):


- voolu piiramise ja liitiumi laadimisvõimalusega alalis-alalisvoolu muundur:


- laadimis- ja tasakaalustusseade iCharger 208B kogu komplekti tühjendamiseks

Alus on lihtne - muundurplaat annab fikseeritud konstantse pinge 12,6 V ja piirab laadimisvoolu. Voltmeetrite abil näeme, millise pingega plaadid töötavad ja kuidas pangad on tasakaalustatud.
Kõigepealt vaatame sinise tahvli peamist omadust, nimelt tasakaalustamist. Fotol on 3 panka, mis on laetud pingega 4,15 V/4,18 V/4,08 V. Nagu näeme, on tasakaalutus. Rakendame pinget, laadimisvool langeb järk-järgult (alumine seade):


Kuna tahvlil puuduvad näitajad, saab tasakaalustamise lõpetamist hinnata vaid silma järgi. Ampermeeter näitas juba rohkem kui tund enne lõppu nulli. Huvilistele on siin lühike video sellest, kuidas tasakaalustaja sellel tahvlil töötab:

Selle tulemusena on pangad tasakaalustatud tasemel 4,210 V / 4,212 V / 4,206 V, mis on üsna hea:


Kui rakendatakse pinget veidi üle 12,6 V, nagu ma aru saan, on tasakaalustaja passiivne ja niipea, kui pinge ühel purgil jõuab 4,25 V-ni, lülitab S8254AA kaitsekontroller laadimise välja:


Sama olukord kehtib ka punase tahvli kohta; S8254AA kaitsekontroller lülitab laadimise välja ka 4,25 V tasemel:


Nüüd käime läbi koormuse katkestamise. Tühjendan, nagu eespool mainisin, iCharger 208B laadimis- ja tasakaalustusseadmega 3S režiimis vooluga 0,5A (täpsema mõõtmise jaoks). Kuna ma tõesti ei taha oodata, kuni kogu aku tühjeneb, võtsin ühe tühja aku (fotol roheline Samson INR18650-25R).
Sinine tahvel lülitab koormuse välja niipea, kui pinge ühel kaldal jõuab 2,7 V-ni. Fotol (ilma koormuseta -> enne väljalülitamist -> lõpp):


Nagu näha, siis täpselt 2,7V juures lülitab plaat koormuse välja (müüja märkis 2,8V). Mulle tundub, et see on pisut kõrge, eriti kui võtta arvesse asjaolu, et samades kruvikeerajates on koormused tohutud ja seetõttu on pingelangus suur. Sellistes seadmetes on endiselt soovitav 2,4-2,5 V katkestus.
Punane tahvel, vastupidi, lülitab koormuse välja niipea, kui pinge ühel kaldal jõuab 2,5 V-ni. Fotol (ilma koormuseta -> enne väljalülitamist -> lõpp):


Siin on kõik suurepärane, kuid tasakaalustajat pole.

Järeldus: Minu isiklik arvamus on, et tavaline kaitseplaat ilma tasakaalustajata (punane) sobib elektritööriistaks suurepäraselt. Sellel on suured töövoolud, optimaalne väljalülituspinge 2,5 V ja seda saab hõlpsasti uuendada 4S konfiguratsiooniks (14,4 V/16,8 V). Ma arvan, et see on kõige optimaalsem valik eelarvelise Shuriku liitiumiks teisendamiseks.
Nüüd sinise salli juurde. Üheks plussiks on tasakaalustamise olemasolu, aga töövoolud on siiski väikesed, 12A (24A) seda on 15-25 Nm pöördemomendiga Shuriku jaoks natuke liiga vähe, eriti kui kassett on pingutamisel juba peaaegu teljed. kruvi. Jah, ja väljalülituspinge on ainult 2,7 V, mis tähendab, et suure koormuse korral jääb osa aku mahust kasutamata, kuna suurte voolude korral on pankade pingelangus märkimisväärne Jah ja need on mõeldud 2,5 V jaoks. Mõnes omatehtud projektis on parem kasutada sinist salli, kuid see on jällegi minu isiklik arvamus.

Võimalikud rakendusskeemid või kuidas Shuriku toiteallikat liitiumiks teisendada:

Niisiis, kuidas saate muuta oma lemmik Shura toiteallika NiCd-lt Li-Ion/Li-Pol-ile? See teema on juba üsna hakitud ja lahendused põhimõtteliselt leitud, aga kordan end põgusalt.
Alustuseks ütlen ainult üht - eelarveshurikides on ainult kaitseplaat ülelaadimise/ülelaadimise/lühise/kõrge koormusvoolu eest (analoogselt ülevaadatud punasele tahvlile). Seal puudub tasakaal. Pealegi pole isegi kaubamärgiga elektritööriistadel tasakaalustus. Sama kehtib kõigi tööriistade kohta, millel on uhke kiri "Laadige 30 minutiga". Jah, laadivad poole tunniga, aga seiskamine toimub kohe, kui pinge ühel kaldal jõuab nimiväärtuseni või kaitsekilp töötab. Pole raske arvata, et pangad ei laeku täielikult, kuid vahe on vaid 5-10%, seega pole see nii oluline. Peaasi on meeles pidada, et laadimine koos tasakaalustamisega kestab vähemalt mitu tundi. Seetõttu tekib küsimus, kas teil on seda vaja?

Niisiis, kõige tavalisem valik näeb välja selline:
Võrgulaadija stabiliseeritud väljundiga 12,6V ja voolupiiranguga (1-2A) -> kaitseplaat ->
Kokkuvõttes: odav, kiire, vastuvõetav, usaldusväärne. Tasakaalustamine varieerub sõltuvalt purkide olekust (mahutavusest ja sisemisest takistusest). See on täiesti töötav variant, kuid mõne aja pärast annab tasakaalutus endast teada tööaja järgi.

Õigem variant:
Võrgulaadija stabiliseeritud väljundiga 12,6V, voolupiirang (1-2A) -> kaitseplaat koos tasakaalustamisega -> 3 järjestikku ühendatud akut
Kokkuvõttes: kallis, kiire/aeglane, kvaliteetne, töökindel. Tasakaalustamine on normaalne, aku mahutavus on maksimaalne

Niisiis, proovime teha midagi sarnast teisele võimalusele, saate seda teha järgmiselt.
1) Li-Ion/Li-Pol akud, kaitseplaadid ja spetsiaalne laadimis- ja tasakaalustusseade (iCharger, iMax). Lisaks peate eemaldama tasakaalustuspistiku. Puuduseks on ainult kaks – mudelilaadijad ei ole odavad ja neid pole eriti mugav hooldada. Plussid – suur laadimisvool, kõrge kanistri tasakaalustusvool
2) Li-Ion/Li-Pol akud, kaitseplaat koos tasakaalustamisega, alalisvoolu muundur voolu piiramisega, toiteallikas
3) Li-Ion/Li-Pol akud, kaitseplaat ilma tasakaalustamiseta (punane), alalisvoolu muundur voolu piiramisega, toide. Ainus miinus on see, et aja jooksul muutuvad purgid tasakaalust välja. Tasakaalustamatuse minimeerimiseks on enne šuriku ümbertegemist vaja pinge reguleerida samale tasemele ja soovitav on võtta purkid samast partiist

Esimene variant sobib ainult neile, kellel on mudelimälu, aga mulle tundub, et kui neil seda vaja oleks, siis oleks nad oma Shuriku juba ammu ümber teinud. Teine ja kolmas variant on praktiliselt samad ja neil on õigus elule. Peate lihtsalt valima, mis on olulisem – kiirus või võimsus. Usun, et kõige optimaalsem variant on viimane, kuid vaid kord paari kuu tagant on vaja panku tasakaalustada.

Nii, piisavalt lobisemist, liigume edasi ümbertöötamise juurde. Kuna mul pole NiCd akudel shurikat, siis muutmisest ainult sõnades. Meil on vaja:

1) Toiteallikas:

Esimene variant. Toiteallikas (PSU), vähemalt 14 V või rohkem. Väljundvool on soovitav olla vähemalt 1A (ideaaljuhul umbes 2-3A). Нaм пoдoйдeт блoк питaния oт нoутбукoв/нeтбукoв, oт зaрядныx уcтрoйcтв (выxoд бoлee 14V), блоход бoлee 14V) видeoзaпиcывaющeй aппaрaтуры (DIY БП), нaпримeр или:


- Alandatav alalis-/alalisvoolumuundur voolu piiramise ja liitiumi laadimisvõimalusega, näiteks või:


- Teine võimalus. Voolu piiramise ja 12,6 V väljundiga valmis toiteallikad Shuriksidele. Need pole odavad, näiteks minu MNT kruvikeeraja ülevaatest -:


- Kolmas variant. :


2) Kaitseplaat tasakaalustajaga või ilma. Soovitav on võtta voolu varuga:


Kui kasutate võimalust ilma tasakaalustajata, peate jootma tasakaalustaja pistiku. See on vajalik kallaste pinge juhtimiseks, s.t. tasakaalustamatuse hindamiseks. Ja nagu te mõistate, peate akut perioodiliselt laadima lihtsa TP4056 laadimismooduliga, kui tasakaaluhäired algavad. See on Kord paari kuu jooksul võtame TP4056 kaardi ja laeme ükshaaval kõik pangad, mille pinge on laadimise lõppedes alla 4,18 V. See moodul katkestab korrektselt laadimise fikseeritud pingel 4,2 V. See protseduur võtab aega poolteist tundi, kuid pangad on enam-vähem tasakaalus.
See on kirjutatud veidi kaootiliselt, kuid paagis viibijatele:
Paari kuu pärast laadime kruvikeeraja aku. Laadimise lõppedes võtame tasakaalustussaba välja ja mõõdame kallastel pinget. Kui saad midagi sellist - 4,20V/4,18V/4,19V, siis pole põhimõtteliselt tasakaalustamist vaja. Aga kui pilt on järgmine - 4,20V/4,06V/4,14V, siis võtame TP4056 mooduli ja laeme kaks panka kordamööda 4,2V peale. Ma ei näe muud võimalust peale spetsiaalsete laadijate tasakaalustajate.

3) Kõrge vooluga akud:


Mõne kohta olen varem kirjutanud paar väikest arvustust – ja. Siin on kõrge vooluga 18650 liitiumioonakude peamised mudelid:
- Sanyo UR18650W2 1500mah (max 20A)
- Sanyo UR18650RX 2000mah (max 20A)
- Sanyo UR18650NSX 2500mah (max 20A)
- Samsung INR18650-15L 1500mah (max 18A)
- Samsung INR18650-20R 2000mah (max 22A)
- Samsung INR18650-25R 2500mah (max 20A)
- Samsung INR18650-30Q 3000mah (max 15A)
- LG INR18650HB6 1500mah (max 30A)
- LG INR18650HD2 2000mah (max 25A)
- LG INR18650HD2C 2100mah (max 20A)
- LG INR18650HE2 2500mah (max 20A)
- LG INR18650HE4 2500mah (max 20A)
- LG INR18650HG2 3000mah (max 20A)
- SONY US18650VTC3 1600mah (max 30A)
- SONY US18650VTC4 2100mah (max 30A)
- SONY US18650VTC5 2600mah (max 30A)

Soovitan aeg-testitud odavat Samsung INR18650-25R 2500mah (max 20A), Samsung INR18650-30Q 3000mah (max 15A) või LG INR18650HG2 3000mah (max 20A) akumulaatorit). Ma pole eriti teiste purkidega kokku puutunud, kuid minu isiklik valik on Samsung INR18650-30Q 3000mah. Suuskadel oli väike tehnoloogiline viga ja hakkasid ilmuma madala vooluvõimsusega võltsingud. Ma võin postitada artikli selle kohta, kuidas võltsingut originaalist eristada, kuid veidi hiljem peate seda otsima.

Kuidas kogu seda majandust ühendada:


Noh, paar sõna ühenduse kohta. Kasutame kvaliteetseid korraliku ristlõikega vaskeerutusega juhtmeid. Tegemist on kvaliteetsete akustiliste või tavaliste 0,5 või 0,75 mm2 ristlõikega 0,5 või 0,75 mm2 kuulkruvidega/PVS-ga kodukaupadest (rebime isolatsiooni lahti ja saame kvaliteetsed erinevat värvi juhtmed). Ühendusjuhtmete pikkus peaks olema minimaalne. Patareid on eelistatavalt samast partiist. Enne nende ühendamist on soovitatav laadida need samale pingele, et võimalikult kaua ei tekiks tasakaalustamatust. Patareide jootmine pole keeruline. Peaasi, et oleks võimas jootekolb (60-80W) ja aktiivvoog (jootehape näiteks). See on pauguga jootmine. Peaasi on jooteala alkoholi või atsetooniga pühkida. Patareid ise asetatakse patareipesasse vanadest NiCd purkidest. Selle analoogia põhjal on parem kasutada kolmnurka, miinus pluss või rahvapäraselt "pistikupesa" (üks aku asub vastupidises suunas):


Seega on akusid ühendavad juhtmed lühikesed, seetõttu on nende väärtusliku pinge langus koormuse all minimaalne. Ma ei soovita kasutada hoidikuid 3-4 patarei jaoks, need pole selliste voolude jaoks mõeldud. Kõrvuti asetsevad ja tasakaalustavad juhid ei ole nii olulised ja võivad olla väiksema ristlõikega. Ideaalis on parem panna patareid ja kaitseplaat akupesasse ning alalisvoolu alandava muundur eraldi dokkimisjaama. Laadimise/laadimise LED-indikaatorid saab asendada enda omadega ja kuvada dokkimisjaama korpusel. Soovi korral saab akumoodulile lisada minivoltmeetri, kuid see on lisaraha, sest akul olev kogupinge näitab vaid kaudselt jääkvõimsust. Aga kui soov on, siis miks mitte. Siin:

Nüüd hindame hindu:
1) BP - 5 kuni 7 dollarit
2) DC/DC muundur – 2-4 dollarit
3) Kaitsekaardid - 5-6 dollarit
4) Patareid – 9–12 dollarit (3–4 dollarit tükk)

Kokku keskmiselt 15–20 dollarit muudatuse kohta (koos allahindluste/kupongidega) või 25 dollarit ilma nendeta.

Eelised:
Olen juba maininud liitiumtoiteallikate (Li-Ion/Li-Pol) eeliseid nikliga (NiCd) ees. Meie puhul otsene võrdlus – tüüpiline NiCd akudest valmistatud Shuriku aku versus liitium:
+ kõrge energiatihedus. Tüüpilise 12S 14,4V 1300mah nikkelaku salvestatud energia on 14,4*1,3=18,72Wh ja 4S 18650 14,4V 3000mah liitiumaku salvestatud energia on 10,8*3=43,2Wh
+ mäluefekti puudumine, st. saate neid igal ajal laadida, ootamata täielikku tühjenemist
+ väiksemad mõõtmed ja kaal samade parameetritega nagu NiCd
+ kiire laadimisaeg (ei karda suuri laadimisvoolusid) ja selge näit
+ madal isetühjenemine

Li-Ion ainsad puudused võib märkida:
- akude madal külmakindlus (kardavad negatiivseid temperatuure)
- nõutav on purkide tasakaalustamine laadimise ajal ja ülelaadimiskaitse olemasolu
Nagu näeme, on liitiumi eelised ilmsed, mistõttu on sageli mõttekas toiteplokki vahetada...

Järeldus: Jälgitavad sallid pole pahad, peaksid sobima igaks ülesandeks. Kui mul oleks NiCd pankades Shurik, valiksin konverteerimiseks punase salli :-)…

Toode oli poe poolt antud arvustuse kirjutamiseks. Ülevaade avaldati vastavalt saidi reeglite punktile 18.

See tahvel seisis pikka aega laos, kuni avanes võimalus seda sihtotstarbeliselt kasutada. Kui teile meeldivad diagrammid ja tööriistad, on see huvitav.

Kui keegi mäletab, siis mul on ümber ehitatud kruvikeeraja
Rohkem kui 2 aastat töötas see aktiivselt ja regulaarselt, tühjendades ja laadides seda 40 korda.
Kuni ta ise kõvasti üle koormas, tehes 102mm krooniga OSB-le tuulutusava, vaevu kahe käega tööriistast kinni hoides :)


Ka juhtmega kruvikeeraja ei saanud selle tööga hakkama ja võimast trelli polnud käepärast. Tulemuseks on see, et üks akudest ei pidanud väärkohtlemisele vastu ja läks pausi. Üleüldse:(
Pärast aku osalist lahtivõtmist selgus, et alumiiniumriba kontakt rulliga oli läbi põlenud. Ma ei tea veel, kuidas akusid parandada :(




Tööriista oli hädasti vaja, nii et esimene mõte oli osta seesama 26650 LiMn2O4 aku ja kiiresti akupakk taastada. Kuid sama akut poodidest ei leitud. Hiinast tellimine ja ootamine on liiga pikk...
Lisaks otsustasin seadmele lisada BMS-i kaitseplaadi, et seda enam ei juhtuks. Aga probleem on selles, et akus pole absoluutselt vaba ruumi :(
Ühesõnaga, ostsin suhteliselt odavalt suure vooluga SONY US18650VTC4 (2100mAh 30A tipp 60A). Need maksavad 750 rubla 3 tükki - see on pisut kallim kui Hiinast tellimine, kuid siin ja praegu! Võttis
2100 mAh mahutavus on muidugi oluliselt väiksem kui kunagine 3500 mAh, aga ma elan selle kuidagi üle, väsib ikka kiiremini kui tühjeneb. Järgmise suitsupausi ja snäkkide ajal saab seda laadida, seda enam, et nüüd laadin uue suure vooluga laadijaga :)
Kontrollisin järelejäänud kahte 26650 3500mAh akut, mis varem töötasid jääkmahtuvuse osas - sain 3140mAh. 10% mahutavuse langus on täiesti vastuvõetav ja akusid saab veel kuskil kasutada.








Tänu odavale hinnale ja sisseehitatud tasakaalustajale saab kaitseplaadi ehitada otse elektritööriista akukomplekti. Plaadil pole laadimisfunktsioone.
Tahvli märgistus HX-3S-FL25A-A
Selle tahvli kohta on põgusaid ülevaateid varemgi tehtud, näiteks siin

Tahvli suurus ühtib määratud 56x45mm-ga, kuid 4mm paksus on oluliselt suurem kui märgitud 1,2mm, pidage seda meeles.
Šunt on kokku pandud kahest paralleelselt 5 mOhm SMD takistist (kokku 2,5 mOhm).
Traatšundid hoiavad ikka usaldusväärsemalt ülekoormust, ilmselgelt säästsid veidi, aga takistid on lamedad ja ei paista välja.
Põllutöölised seisavad paralleelselt, 4 tükki korraga


Tasakaalustamine on monteeritud alusele, nominaalne tasakaalustuspinge on 4,20V
Tasakaalustusvool on fikseeritud 42mA (4,20V/100Ohm=42mA), see on täiesti piisav mitte väga mahukate akude jaoks.
Tasakaalustamine töötab pidevalt ja sõltumata kaitseskeemist. Kuni mõne aku pinge ületab 4,20 V, ühendatakse sellega 100-oomine koormustakisti, kuni see tühjeneb 4,20 V-ni.

Soovi korral saab selle plaadi lihtsalt 2S-ks muuta, ühendades lihtsalt hüppajaga B2 ja B+, kusjuures toitelülitid võivad väljalülituskanalite takistuse suurenemise tõttu rohkem soojeneda.
Kontrollerid pakuvad kaitset

Oma põhimõtteid rikkumata kopeerisin algse elektriskeemi.


Kuigi skeem tundub keeruline, töötab see lihtsalt ja selgelt. Loomulikult pole vead kuhugi kadunud - hiinlased hoiavad oma jälge :)
Transistoride nummerdamine on näidatud kokkuleppeliselt.
P-n-n transistoridele Q1-Q6 on monteeritud tasememuundur ja signaali liitja koos HY2210-ga
Lihtne transistorloogika toitelülitite juhtimiseks on kokku pandud n-p-n transistoridele Q7-Q9
Q7 avaneb, kui mis tahes aku tühjeneb üle pingele alla 2,40 V, taastumine toimub siis, kui pinge ületab 3,0 V (pärast koormuse eemaldamist või laadimisega ühendamist).
Q8 tagab, et kaitse lukustub pärast selle käivitamist kuni koormuse täieliku eemaldamiseni. Samas pakub see kiiret kaitset koormuse lühise korral, kui vool hüppab üle 100A.
Q9 avaneb, kui aku laetakse üle 4,28 V pingeni; taastamine toimub koormuse all, kui pinge on alla 4,08 V. Sel juhul ei sega toitelülitid tühjendusvoolu voolu.
Ma ei kontrollinud kõigi kontrollerite täpseid lävesid, sest... see on töömahukas, kuid tegelikkuses ei erine need spetsifikatsioonis märgitutest kuigi palju.

S1 ja S2 on lihtsalt kontrollpunktid ja neil pole soojuskaitsega mingit pistmist. Pealegi ei saa neid omavahel ühendada. Ma räägin teile ja näitan teile allpool, kuidas termokaitset õigesti ühendada.
S1-le ilmub signaal, kui mõni element on üle tühjenenud.
S2-le ilmub signaal, kui mõni element on üle laetud, samuti pärast voolukaitse käivitamist.
Plaadi voolutarve on väga väike (mitu mikroamprit).

Uued patareid

Akud on signeeritud ja testitud, mahutavus vastab nimiväärtusele



Vaatamata takistuskeevitusmasina olemasolule jootsin akud ära, kuna... sel juhul on see parim lahendus.
Enne jootmist on vaja patareid hästi tinatada.

Patareid on joodetud ja paigaldatud oma kohale



Plaat on joodetud (fotol on plaat juba ümber kujundatud)
Olge ettevaatlik, et patareide otsad ei lühistuks.





Toitejuhtmed - silikoonist isolatsioonis 1,5 ruutmeetrit
Juhtjuhtmed - MGTF-0.2



Tüüpiline tahvli ühendusskeem ei ole optimaalne, kuna Plaadile läheb koguni 4 toitejuhet. Ühendasin selle lihtsama skeemi abil, kui plaadile läheb ainult 2 toitejuhet. See ühendus on lubatud, kui akude ühendusjuhtmete pikkus on lühike

Koormuse all järsult päästikule vajutades käivitub plaadikaitse kohe:(
Alguses eeldasin loogiliselt, et see katkes voolu ülekoormuse tõttu, kuid plaadi šundi lühistamine ei muutnud midagi. Selgus, et kaitset ei käivita plaadi praegune ülekoormus.
Järgmiseks ühendasin salvestusrežiimis ostsilloskoobi patareidega ja kontrollisin koormuse all nende peal olevat pinget. Pinge õnnestus langeda alla 7V ja kaitse töötas kohe :(
See on põhjus, miks kaitse käivitatakse. Miks pinge nii palju langes, kuna akud on kõrge vooluga? Läheme mõõtmiste ja arvutuste juurde:
- aku pinge 11,4 V (HP890CN)
- akude sisetakistus andmelehel DC-IR 66 mOhm (3x22 mOhm)
- mõõdetud mootori takistus 63mOhm
- ühendusjuhtmete ja kruvikeeraja lüliti takistus - 23 mOhm
- kaitseplaadi takistus - šunt + MOSFET + ühendusjuhtmed - 10 mOhm
Kogu vooluahela takistus 66+63+23+10=162mOhm
Vooluahela vool 11,4/0,162= 70A
Palju aga...

Kuid probleem pole voolus, vaid akude pingelanguses.
Voolutugevusel 70A väheneb iga aku pinge 70*0,022=1,54V ja muutub 3,8-1,54=2,26V. See on kaitse käivitamise tegelik põhjus!
Kaitset ei ole soovitav reguleerida ega eemaldada – kasutusohutus väheneb, mistõttu tuleks mootori käivitumise ajal seda lihtsalt aeglustada. Lisa 0,47uF kondensaator õigesse kohta ja viite ongi valmis :)
Kui kellelgi on raske plaadile väikest vahetusraha jootma, võite kondensaatori jootma pindpaigaldatud ühendusega S1 ja B- vahel.
Mul oli lihtsam SMD kondensaatorit paigaldada :)
Nüüd on mootoril piisavalt aega koormuse all pöörlema ​​hakata. Kui mootor on täisgaasil tugevalt blokeeritud, aktiveerub kaitse 0,3 sekundi pärast, mitte kohe, nagu varem.
Ümberkujundatud tahvel


Ärge pöörake tähelepanu 470 kOhm takistile - algne 510 kOhm takisti sai katsete tulemusena kahjustatud ja asendati sellega, mis käepärast oli :)
Plaat sisaldab suure takistusega vooluringe, nii et pärast jootmist on vaja plaati põhjalikult pesta.

Skeem pärast ümbertöötamist

Kõigi täiustuste kirjeldus
1. Mittevajalik 0,1 µF kondensaator joodeti HY2210 kontaktist 2 šundi külge. On ebaselge, miks nad selle üldse installisid; seda pole HY2210 andmelehel. See ei mõjuta tööd, kuid jootsin selle ära, et see ei kahjustaks.
2. Normaalseks taastumiseks pärast kaitse käivitamist on lisatud baasemitteri takisti.
Ilma selleta on kaitse automaatne taastumine pärast koormuse eemaldamist äärmiselt ebastabiilne, kuna Väikseim häire P- takistab kaitse lähtestamist. Sobiv takisti väärtus on 1-3 MOhm. Selle takisti jootsin ettevaatlikult otse transistori klemmide külge. Olge ettevaatlik, et mitte üle kuumeneda!
3. Lisatud on 0,47 uF kondensaator, et aeglustada ülelaadimiskaitse reaktsiooni 25 ms-lt (tüüpiline HY2210 puhul) 300 ms-ni. Proovisin ühendada 0,1uF kondensaatorit - kaitse töötab liiga kiiresti kopsaka RS-775 mootori jaoks. Kui mootor on täiesti jõhker, peate võib-olla paigaldama mahtuvuslikuma kondensaatori, näiteks 1 µF

Nüüd koormuse all järsult päästikule vajutades kaitset ei käivita :)

Kaitsetermolüliti ühendamine.
Selle plaadiga saab ühendada nii NO kui ka NC termolüliti.
Esitan allpool olevad diagrammid.


Kasutasin NO termolülitit KSD 9700 5A 70ºC



Liimitud patareide külge

Samal ajal otsustasin loobuda toiteallikast laadimisest läbi voolu piiravate takistite ja laadida akusid ümberehitatud 3S 12,6V 3A laadijaga

Lõplik skeem sai selline

Laadimiskollane 12,6V 3A

Olen sellele juba UV-kiirgust teinud. kirich, aga nagu alati, on mul midagi lisada



Algsel kujul ei hoia laadija deklareeritud voolu 3A ja kuumeneb üle. Lisaks tekitab see märgatavaid häireid lähedalasuvale raadiovastuvõtjale.
Laadija sai juba enne katsetusi lahti võetud :)









Laadimine erineb lihtsatest toiteallikatest täiendavalt paigaldatud voolu piiravate vooluahela elementide poolest.

Muudatustega räägin lühidalt :)
- Paigaldatud puuduv sisendfilter. Nüüd raadio laadimisele ei reageeri.
- Viis termistori NTC1 (5D-9) ja kaitsme LF1 (T2A) õigetesse kohtadesse
- Plaadil on ruumi tühjendustakistite R1 + R2 paigaldamiseks. Neid on vaja CX1 tühjendamiseks pärast laadimise võrgust lahtiühendamist. Paigaldasin paralleelselt CX1-ga tühjendustakisti OMLT-0,5 620 kOhm :)



Paigaldasin hüppajate asemel väljunddrossel L1. Töötamist see kuidagi ei mõjutanud, sest väljundi pulsatsioon laadimisel ei oma suurt tähtsust.



Vähendas väljundpinget 12,8 V-lt 12,65 V-le, ühendades 390 kOhm takisti paralleelselt takistiga R29 8,2 kOhm
- Vähendas väljundvoolu 3,2 A-lt 2 A-le, asendades 1,6 kOhm takisti R26 1 kOhm takistiga


Voolust vähendati seetõttu, et esiteks ei suuda see laadija anda 3A voolu ilma ülekuumenemiseta ja teiseks seetõttu, et US18650VTC4 akude maksimaalne laadimisvool on 2A.
PCB paigutus pole õigesti tehtud, mille tulemuseks on väljundpinge ja voolu halb stabiilsus. Ma ei muutnud seda, sest see pole eriti kriitiline.

Järeldused:
- SONY US18650VTC4 akudel on ainult üks puudus – väike mahutavus
- BMS 3S 25A plaat on pärast väikest modifitseerimist võimeline normaalselt töötama
- 3S 12,6V 3A laadimine algsel kujul ei tööta rahuldavalt ja vajab olulist täiustamist, ei saa soovitada, vabandust

Peale modifikatsiooni on kruvikeeraja normaalselt töötanud 4 kuud. Võimsuse langust tunda ei ole, laeb kiiresti, veidi üle tunni.

!
Nüüd paneme koos YouTube'i kanali “Radio-Lab” autoriga kokku 4 panga aku üksikutest Li-ion 18650 akudest koos kaitseplaadiga, tuntud ka kui BMS.

Autori tulevaste projektide jaoks on sellist akut vaja. Internetist ostis ta 8 sellist liitiumioonakut lahtivõtmisel, nagu Sanyo firma.


Purgid on kasutatud, kuid peale laadijaga töötamist on kõik korras, töötavad endiselt, mahutavus on orienteeruvalt 2100 mAh. Kasutame seda odavat kaitseplaati koos sisseehitatud tasakaalustajaga (mis on oluline), seal on kaitse üle- ja ülelaadimise eest.


Tühjendusvool on väidetavalt kuni 30A, enamiku ülesannete puhul on see varuga. Võimsuse suurendamiseks jootme igasse panka paralleelselt kaks akut. Kuid te ei saa seda kohe teha; peate akude laetuse taset ühtlustama, et need üksteist rikuksid. Lihtsaim viis on kõik akud täis laadida ja seejärel saab need paralleelselt ühendada. Näiteks laadimiseks saad kasutada seda lihtsat populaarsel sallil põhinevat laadijat.


Laetud akusid saab juba paralleelselt joota, selliseid akusid saab joota, kuid seda tuleb teha kiiresti.


Patareid ühendame omavahel kahepoolse kleeplindi abil.




Pärast seda jootme akud paarikaupa ja saame tulevase 4S aku jaoks 4 eraldi panka. Akusid paralleelselt ühendades saame võimsuse kasvu. Selliste koostude jaoks on soovitatav võtta akud samast partiist.


Järgmisena ühendame akud nii, et saame vahelduva plussi (+) ja miinuse (-) ahela.


Pärast seda ühendame kõik pangad järjestikku ja lõpuks saame ühe aku.






Kogu komplekti kogupinge on hetkel 15,69 V, kuid selleks, et see aku kaua töötaks, on vaja seda kaitsta. Selleks kasutame seda BMS-i tahvlit.



Kuidas seda õigesti ühendada, näete ülaltoodud joonisel. Kõigepealt ühendame toite + ja - sõlmed. Jootme toite + ja - aku külge ja siis polaarsust jälgides jootme need juhtmed plaadi B + ja B- kontaktide külge, kõik on mugavalt tehtud.




Nüüd on väga oluline tasakaalustamiseks juhtmed õigesti ühendada. Autor tõmbas tasakaalustuspistiku kaks välimist juhet välja (need on ka toite + ja -), need on juba ühendatud BMS-i plaadi põhirööbastega ja pole antud juhul vajalikud.


Ühendame tasakaalustuspistiku ja jootame tasakaalustusjuhtmed aku külge vastavalt skeemile, peaasi, et millegi keerulisega ei kiirustaks.


Kui seda tehakse valesti, hakkavad tasakaalustaja osad kuumenema ja võivad maha lennata või põleda. Selle tulemusena saime sellise kaitstud aku. Nüüd ülelaadimise ja tühjenemise korral (mis on liitiumi puhul oluline) lülitab plaat lihtsalt koormuse välja ja aku jääb tööle. Samuti on olemas lühisekaitse.




Jootme juhtmed kontaktidele P+ ja P-, mille kaudu meie akut laetakse ja tühjeneb.




Ja nüüd, aku on kokku pandud, osutus kõik korras. Seejärel võite proovida seda laadida. Selleks peate kasutama spetsiaalset laadimisfunktsiooniga toiteallikat 4S liitiumioonakude jaoks. Kuid autor otsustas kasutada sülearvuti tavalist 19 V toiteallikat.


Te ei saa seda otse akuga ühendada; peate reguleerima laadimispinget ja piirama laadimisvoolu, kuid BMS-i plaat ei saa seda teha ja töötab umbes nagu relee sisse- ja väljalülitamiseks. Aku õige laadimise tagamiseks kasutame seda lisaplaati alalisvoolu-alalisvoolu muunduri jaoks.


Sellel on liitiumioonakude laadimiseks vajalik algoritm koos pinge reguleerimise ja laadimisvoolu piiramisega. Ühe laetud aku pinge on 4,2 V, korrutage 4-ga ja saate kogu laetud sõlme pinge. Arvutuste kohaselt on see 16,8 V, kuid BMS-i plaadi normaalseks tööks võtame väärtuseks 4,25 V ja reguleerime muunduri väljundi väärtust veidi kõrgemaks.






Mugavuse huvides on autor ära märkinud, kus on pingeregulatsioon ja kus vool. Seadsime pingeks 17,2V. Praeguseks paneme laadimisvooluks orienteeruvalt 55mA, kuna purkide pinge on erinev ja need peavad olema korralikult balansseeritud.
Selle plaadi tasakaalustusvool on kirjelduses märgitud ja on 60mA.




Tasakaalustamisel hakkavad need 8 takistit soojenema:


Kui laadimisvool on suur, ei pruugi tasakaalustajal olla aega liigset laadimisenergiat soojuseks muundada ja pangad normaalselt tasakaalustada. Mõõdame iga panga pinget ja näete, et need erinevad.






Need on hädavajalikud tasakaalustada, st laadida madalama pingetasemega neid, et kõik oleks kõigis pankades ühesugune. Tasakaalustamata on mõned pangad alatasustatud ja kogu komplekt ei tööta täiel määral. Nüüd, pärast kõiki seadistusi, saate akuga ühendada alalisvoolu-alalisvoolu muunduri plaadi ja alustada laadimisprotsessi. Mugavuse huvides kirjutas autor alla kuhu + ja kuhu -. Ühendame kõik ja sinine LED süttib, see tähendab, et on voolupiirang, ainult 55 mA, mis olid varem konfigureeritud, kuigi sülearvuti toiteallikas on üle 4A.

Pinge sisendis on 19,6 V ja muunduri väljundis tõuseb see järk-järgult laetud aku tasemeni ja lõpus kustub sinine LED, süttib punane LED ja BMS-plaat pöördub aku välja.




Mõne tunni pärast kontrollime iga panga pingetaset.






Näete, et need on ühtlustunud ja umbes 4,2 V, aku on peaaegu laetud ja tasakaalus. Kõik töötab.
Esimene aku laadimise tsükkel on soovitatav teha madala vooluga ja seejärel saab voolu suuremaks seada, sest Tavaliselt pole edasine levi kallastel suur ja tasakaalustaja suudab pinged ühtlustada. Peale kahte tsüklit seadis autor laadimisvoolu 2A peale ja kõik pangad said võrdselt laetud, nüüd saab selle akuga toita erinevaid seadmeid. Ühendame testi jaoks kruvikeeraja.

Kruvikeeraja liitiumiks muutmisest pole ammu ülevaadet olnud :)
Ülevaade on peamiselt pühendatud BMS-i tahvlile, kuid seal on linke ka mõnele muule pisiasjale, mis on seotud minu vana kruvikeeraja 18650 liitiumakudeks muutmisega.
Ühesõnaga, selle tahvli võib võtta, peale väikest viimistlemist töötab see kruvikeerajas päris hästi.
PS: palju teksti, pildid ilma spoileriteta.

P.S. Ülevaatus on saidil peaaegu aastapäev - brauseri aadressiriba järgi 58000.;)

Milleks see kõik

Kasutan juba mitu aastat ehituspoest odavalt ostetud nimetut kahekäigulist 14,4 volti kruvikeerajat. Täpsemalt, mitte lihtsalt täiesti nimetu - see kannab selle ehituspoe kaubamärki, aga mitte mõnda kuulsat ka. Üllatavalt vastupidav, pole veel katki läinud ja teeb kõik, mis talt küsin - puurib, keerab kruvisid kinni ja lahti ning töötab nagu kerija :)


Kuid tema natiivsed NiMH-akud ei tahtnud nii kaua töötada. Üks kahest täielikust suri lõpuks aasta tagasi pärast 3-aastast töötamist, teine ​​hiljuti enam ei elanud, vaid oli olemas - täislaadimisest piisas 15-20 minutiks kruvikeeraja töötamiseks katkestustega.
Algul tahtsin seda vähese vaevaga teha ja lihtsalt vanad purgid samade uute vastu välja vahetada. Ostsin need sellelt müüjalt -
Need töötasid suurepäraselt (ehkki veidi halvemini kui nende algsed kolleegid) kaks-kolm kuud, misjärel surid kiiresti ja täielikult – pärast täislaadimist ei piisanud neist isegi tosina kruvi kinni keeramiseks. Ma ei soovita temalt patareisid võtta - kuigi võimsus vastas algselt lubatule, ei pidanud need kaua vastu.
Ja sain aru, et pean ikka viitsima.

Noh, nüüd peamisest :)

Olles valinud pakutavate BMS-plaatide hulgast Ali, otsustasin selle mõõtmete ja parameetrite põhjal vaadeldava kasuks:
  • Mudel: 548604
  • Ülelaadimise katkestus pingel: 4,28+ 0,05 V (elemendi kohta)
  • Taastumine pärast ülelaadimise väljalülitamist pingel: 4,095–4,195 V (elemendi kohta)
  • Ületühjenemise pinge katkestus: 2,55±0,08 (elemendi kohta)
  • Ülelaadimise väljalülitamise viivitus: 0,1 s
  • Temperatuurivahemik: -30-80
  • Lühise väljalülitamise viivitus: 100 ms
  • Ülevoolu väljalülitamise viivitus: 500 ms
  • Elementide tasakaalustav vool: 60mA
  • Töövool: 30A
  • Maksimaalne vool (kaitsereis): 60A
  • Lühisekaitse töö: iseparanemine pärast koormuse lahtiühendamist
  • Mõõdud: 45x56mm
  • Peamised funktsioonid: ülelaadimiskaitse, ülelaadimiskaitse, lühisekaitse, ülevoolukaitse, tasakaalustamine.
Kõik tundub olevat ideaalne sellele, mida plaanisime, mõtlesin naiivselt :) Ei, lugeda teiste BMS-ide arvustusi ja mis kõige tähtsam - kommentaare nende kohta... Aga eelistame oma reha ja alles peale astudes leiame välja, et selle reha autorsus on olnud juba ammu olemas ja korduvalt netis kirjeldatud :)

Kõik plaadi komponendid on paigutatud ühele küljele:

Teine pool on tühi ja kaetud valge maskiga:

Laadimise ajal tasakaalustamise eest vastutav osa:

See osa vastutab elementide kaitsmise eest ülelaadimise/ülelaadimise eest ning vastutab ka üldise lühise eest kaitsmise eest:

Mosfetid:

Kokkupandud korralikult, selgeid räbustiplekke pole, välimus üsna korralik. Komplektis oli konnektoriga saba, mis ühendati kohe plaadiga. Juhtmete pikkus selles konnektoris on umbes 20-25 cm, kahjuks ei teinud ma sellest kohe pilti.

Mida ma veel spetsiaalselt selle muudatuse jaoks tellisin:
Patareid -
Nikkelribad patareide jootmiseks: (jah, ma tean, et saab juhtmetega jootma, aga ribad võtavad vähem ruumi ja on esteetilisemad :)) Ja alguses tahtsin isegi kontaktkeevituse kokku panna (mitte ainult selle ümberehituse jaoks , muidugi), seepärast tellisin ka ribad, aga laiskus sai võitu ja pidin need ära jootma.

Olles valinud vaba päeva (õigemini kõik muud asjad jultunult minema saatnud), asusin seda ümber tegema. Alustuseks võtsin tühjenenud hiina akudega aku lahti, viskasin akud välja ja mõõtsin hoolikalt ruumi sees. Seejärel istusin 3D-redaktorisse akuhoidjat ja trükkplaati joonistama. Tahvli pidin ka joonistama (ilma detailideta), et kõike kokkupandud proovida. Selgus midagi sellist:


Idee järgi kinnitatakse plaat ülevalt, üks külg soontesse, teine ​​külg kinnitub ülekattega, laud ise lamab keskelt väljaulatuval tasapinnal, et vajutades ei painduks. Hoidik ise on sellise suurusega, et mahub tihedalt akukorpuse sisse ega jää seal rippuma.
Algul mõtlesin teha akudele vedrukontaktid, kuid loobusin sellest mõttest. Suurte voolude jaoks pole see parim variant, seega jätsin hoidikusse väljalõiked nikliribade jaoks, millega patareid joodetakse. Samuti jätsin juhtmetele vertikaalsed väljalõiked, mis peaksid ulatuma purkidevahelistest ühendustest kaanest kaugemale.
Seadsin ABS-ist 3D printeriga printima ja mõne tunni pärast oli kõik valmis :)


Kõike kinni keerates otsustasin kruvisid mitte usaldada ja sulatasin need M2.5 pistikmutrid korpusesse:


Sain selle siin -
Suurepärane ese selliseks kasutuseks! See sulatatakse aeglaselt jootekolviga. Et plast pimeaukudesse sulades sisse ei pakkiks, keerasin sellesse mutrisse sobiva pikkusega poldi ja soojendasin selle pea parema soojusülekande huvides suure tinatilgaga jootekolbi otsaga. Plastikus olevad augud nende mutrite jaoks jäetakse veidi väiksemaks (0,1-0,2 mm) kui mutri välimise sileda (keskmise) osa läbimõõt. Need hoiavad väga tihedalt, võite polte sisse- ja lahti keerata nii palju kui soovite ja ärge olge pingutusjõuga liiga häbelik.

Et oleks võimalik elemendi kaupa juhtida ja vajadusel ka välise tasakaalustamisega laadimine, torkab aku tagaseina 5-kontaktiline pistik, mille jaoks viskasin kiirelt salli pähe ja tegin. masinal:




Hoidikul on selle salli jaoks platvorm.

Nagu ma juba kirjutasin, jootsin patareid nikliribadega. Kahjuks pole sellel meetodil puudusi ja üks akudest oli sellisest töötlusest nii nördinud, et jättis selle kontaktidele vaid 0,2 volti. Tuli lahti jootma ja veel jootma, õnneks võtsin need varuga. Muidu raskusi ei olnud. Hapet kasutades tinatame aku kontaktid ja vajaliku pikkusega lõigatud nikliribad, seejärel pühime kõik tinatu ja selle ümbruse põhjalikult vati ja piiritusega (aga võib kasutada ka vett) ning jootme. Jootekolb peab olema võimas ja kas suutma väga kiiresti reageerida otsajahutusele või lihtsalt massiivse otsaga, mis massiivse rauatükiga kokku puutudes kohe maha ei jahtu.
Väga oluline: jootmisel ja kõigi järgnevate toimingute ajal joodetud akuga tuleb olla väga ettevaatlik, et mitte aku kontakte mitte lühistada! Lisaks, nagu kommentaarides märgitud ybxtuj, on väga soovitatav need tühjaks jootma ja ma olen temaga täiesti nõus, nii on tagajärjed kergemad, kui midagi lühisesse läheb. Sellise aku lühis, isegi tühjenenud, võib põhjustada suuri probleeme.
Kolmele akude vaheühendusele jootsin juhtmed - need lähevad BMS-i plaadi konnektorisse pankade jälgimiseks ja välisühendusse. Tulevikku vaadates tahan öelda, et tegin nende juhtmetega veidi lisatööd - neid ei saa juhatada plaadi pesa, vaid joota vastavate tihvtide B1, B2 ja B3 külge. Need plaadi enda kontaktid on ühendatud pistiku tihvtidega.

Muide, kasutasin igal pool silikoonist isolatsiooniga juhtmeid - need ei reageeri üldse kuumusele ja on väga painduvad. Ostsin Ebayst mitu sektsiooni, kuid ma ei mäleta täpset linki ... Mulle need väga meeldivad, kuid on miinus - silikoonist isolatsioon pole mehaaniliselt väga tugev ja teravate esemete poolt kergesti kahjustatav.

Proovisin hoidikus olevaid patareisid ja tahvlit - kõik on suurepärane:



Proovisin konnektoriga taskurätikut, Dremeliga lõikasin aku korpusesse pistiku jaoks augu välja... ja jäin kõrgusest mööda ja võtsin valest tasapinnast suuruse. Tulemuseks oli selline korralik vahe:



Nüüd jääb üle vaid kõik kokku joota.
Jootsin kaasasoleva saba oma salli külge, lõigates selle vajaliku pikkusega:


Seal jootsin ka juhtmed purkidevahelistest ühendustest. Kuigi, nagu ma juba kirjutasin, oli võimalik neid BMS-i plaadi vastavate kontaktide külge joota, on ka ebamugavus - akude eemaldamiseks peate BMS-ist lahti jootma mitte ainult pluss- ja miinusjuhtmeid. , aga ka veel kolm juhet, kuid nüüd saate lihtsalt pistiku välja tõmmata.
Pidin natuke nokitsema aku kontaktidega: algversioonis aku jala sees olevale plastosale (hoides kontakte) vajutab üks otse selle all seisev aku, aga nüüd tuli mõelda, kuidas seda osa parandada. , et mitte pingul olla. Siin on üksikasjad:


Lõpuks võtsin tüki silikooni (mis jäi üle mingi vormi valamisest), lõikasin sellest umbes sobiva tüki ära ja pistsin selle osa vajutades jalga. Samal ajal surub seesama silikoonitükk plaadiga hoidikut kinni, midagi ei rippu.
Igaks juhuks panin kontaktide peale Kaptoni isoleerteibi, juhtmetest haarasin mõne tatti tilga kuuma liimiga, et need korpuse kokkupanemisel poolte vahele ei satuks.

Laadimine ja tasakaalustamine

Jätsin originaallaadija kruvikeeraja küljest; see toodab tühikäigul umbes 17 volti. Tõsi, laadimine on tobe ja selles pole voolu ega pinge stabiliseerimist, on vaid taimer, mis selle umbes tund peale laadimise algust välja lülitab. Voolu väljund on umbes 1,7A, mis, kuigi natuke liiga palju, on nende akude jaoks vastuvõetav. Kuid seda seni, kuni ma lõpetan selle normaalseks, voolu ja pinge stabiliseerumisega. Sest nüüd keeldub plaat üht lahtrit tasakaalustamast, millel oli algselt 0,2 volti rohkem laengut. BMS lülitab laadimise välja, kui selle elemendi pinge jõuab vastavalt 4,3 volti, ülejäänud osas jääb see 4,1 volti.
Lugesin kuskilt väidet, et see BMS balansseerib normaalselt ainult CV/CC laadimisega, kui laadimise lõppedes vool tasapisi väheneb. Võib-olla on see tõsi, nii et laadimisuuendused ootavad mind ees :)
Ma pole proovinud seda täielikult tühjendada, kuid olen kindel, et tühjenemiskaitse töötab. YouTube'is on videod selle tahvli testidega, kõik töötab ootuspäraselt.

Ja nüüd rehast

Kõik pangad on laetud 3,6 volti, kõik on käivitamiseks valmis. Panen aku kruvikeeraja sisse, tõmban päästikust ja... Olen kindel, et rohkem kui üks selle rehaga kursis olev inimene arvas nüüd, et "Ja pagan käivitas teie kruvikeeraja" :) Täiesti õige, kruvikeeraja tõmbles kergelt ja nii see ongi seda. Lasen päästiku lahti, vajutan uuesti – sama asi. Vajutan sujuvalt - käivitub ja kiirendab, aga kui natuke kiiremini käivitada - ebaõnnestub.
"Noh...," mõtlesin ma. Hiinlased märkisid spetsifikatsioonis ilmselt Hiina võimendid. Noh, okei, mul on suurepärane paks nikroomtraat, nüüd jootan sellest tüki šundi takistite peale (paralleelselt on kaks 0,004 oomi) ja ma parandan kui mitte õnne, siis vähemalt natuke. olukord. Paranemist ei toimunud. Isegi siis, kui ma šundi tööst täielikult kõrvaldasin, jootes lihtsalt aku miinuse selle järele. See tähendab, et asi pole selles, et paranemist poleks olnud, vaid selles, et muutusi pole üldse toimunud.
Ja siis ma läksin netti ja avastasin, et sellel rehal pole autoriõigust – need olid teiste poolt ammu tallatud. Kuid millegipärast polnud lahendust silmapiiril, välja arvatud kardinaalne - ostke spetsiaalselt kruvikeerajatele sobiv plaat.

Ja ma otsustasin proovida jõuda probleemi juurteni.

Ma lükkasin ümber oletuse, et ülekoormuskaitse käivitus tõmbevoolude ajal, kuna isegi ilma šundita ei muutunud midagi.
Kuid ikkagi vaatasin ostsilloskoobiga isetehtud 0,077-oomist šunti akude ja plaadi vahel - jah, PWM on näha, teravad tarbimise tipud sagedusega umbes 4 kHz, 10-15 ms pärast tippude algust, mida plaat lõikab koormast maha. Kuid need piigid näitasid alla 15 amprit (sundi takistuse põhjal), nii et see ei ole kindlasti voolu ülekoormuse küsimus (nagu hiljem selgus, pole see täiesti tõsi). Ja keraamiline takistus 1 Ohm ei põhjustanud väljalülitamist, kuid vool oli ka 15 amprit.
Pankadel oli käivitamise ajal ka lühiajalise väljamakse võimalus, mis käivitas ülelaadimiskaitse ja käisin vaatamas, mis pankades toimub. No jah, seal toimub õudus - tipp-tõmbetugevus on kõigil pankadel kuni 2,3 volti, kuid see on väga lühike - alla millisekundi, samas lubab plaat oodata sada millisekundit, enne kui ülelaadimiskaitse sisse lülitab. “Hiinlased näitasid hiina millisekundeid,” mõtlesin ja läksin purkide pingereguleerimisahelat vaatama. Selgus, et see sisaldab RC-filtreid, mis siluvad äkilisi muutusi (R=100 Ohm, C=3,3 uF). Pärast neid filtreid, juba panku juhtivate mikroskeemide sisendis, oli tõmme väiksem - ainult kuni 2,8 volti. Muide, siin on selle DW01B plaadi purkide juhtimiskiipide andmeleht -
Andmelehe järgi on ka reaktsiooniaeg ülelaadimisele arvestatav - 40-100 ms, mis ei mahu pildile. Aga olgu, pole enam midagi eeldada, nii et muudan RC-filtrite takistuse 100 oomilt 1 kOhmile. See parandas mikroskeemide sisendis olevat pilti radikaalselt, alla 3,2 volti voolukaotusi enam ei olnud. Kuid see ei muutnud kruvikeeraja käitumist üldse – veidi teravam algus – ja siis vait.
“Lähme lihtsa loogilise liigutusega”©. Ainult need DW01B mikroskeemid, mis juhivad kõiki tühjendusparameetreid, suudavad koormuse katkestada. Ja vaatasin ostsilloskoobiga kõigi nelja mikrolülituse juhtimisväljundeid. Kõik neli mikrolülitust ei ürita kruvikeeraja käivitumisel koormust lahti ühendada. Ja mosfeti väravatest kaob juhtpinge. Kas müstika või hiinlased on midagi kokku keeranud lihtsas skeemis, mis peaks olema mikroskeemide ja mosfetite vahel.
Ja ma alustasin selle tahvli osa pöördprojekteerimist. Vandumisega ja mikroskoobi juurest arvutisse jooksmisega.

Siin on see, millega me lõpuks jõudsime:


Rohelises ristkülikus on patareid ise. Sinise värviga - kaitsekiipide väljundite klahvid, samuti pole midagi huvitavat, tavaolukorras on nende väljundid R2, R10 lihtsalt "rippuvad õhus". Kõige huvitavam on punasel väljakul, kus, nagu selgus, koer koperdas. Mosfetid joonistasin lihtsuse mõttes ükshaaval, vasak vastutab laadimise eest, parem laadimise eest.
Minu arusaamist mööda on seiskamise põhjus takistis R6. Selle kaudu korraldatakse "raudne" kaitse voolu ülekoormuse eest mosfeti enda pingelanguse tõttu. Veelgi enam, see kaitse töötab päästikuna - niipea, kui VT1 baasi pinge hakkab tõusma, hakkab see vähendama pinget VT4 väravas, millest alates hakkab juhtivust vähendama, pingelang selle kohal suureneb, mis toob kaasa pinge veelgi suurema tõusu VT1 aluses ja laviinilaadse protsessi, mis viib VT1 täieliku avamiseni ja vastavalt VT4 sulgemiseni. Miks see juhtub kruvikeeraja käivitamisel, kui voolu tipud ei ulatu isegi 15A-ni, samas kui pidev koormus 15A töötab - ma ei tea. Võib-olla mängib siin rolli vooluahela elementide mahtuvus või koormuse induktiivsus.
Kontrollimiseks simuleerisin kõigepealt seda vooluringi osa:


Ja see on see, mida ma tema töö tulemustest sain:


X-teljel on aeg millisekundites, Y-teljel on pinge voltides.
Alumisel graafikul - koormus on sisse lülitatud (te ei pea Y-l olevaid numbreid vaatama, need on suvalised, lihtsalt üles - koormus on sees, alla - väljas). Koormus on takistuseks 1 oomi.
Ülemisel graafikul on punane koormusvool, sinine on pinge mosfeti väravas. Nagu näete, väheneb värava pinge (sinine) iga koormusvoolu impulsiga ja lõpuks langeb nullini, mis tähendab, et koormus on välja lülitatud. Ja seda ei taastata isegi siis, kui koormus lakkab püüdmast midagi tarbida (2 millisekundi pärast). Ja kuigi siin kasutatakse muid erinevate parameetritega mosfete, on pilt sama, mis BMS-i tahvlil - katse käivitada ja välja lülitada mõne millisekundiga.
Noh, võtame seda tööhüpoteesina ja proovime uute teadmistega relvastuses seda Hiina teadust närida :)
Siin on kaks võimalust:
1. Asetage takistiga R1 paralleelselt väike kondensaator, see on:


Kondensaator on 0,1 uF, simulatsiooni järgi on võimalik isegi vähem, kuni 1 nf.
Simulatsiooni tulemus selles versioonis:


2. Eemaldage takisti R6 täielikult:


Selle valiku simulatsiooni tulemus:

Proovisin mõlemat varianti - mõlemad töötavad. Teises variandis ei lülitu kruvikeeraja mingil juhul välja - käivitage, pöörlemine on blokeeritud - see pöördub (või proovib kõigest jõust). Kuid millegipärast pole väljalülitatud kaitsega päris rahulik elada, kuigi mikrolülituste lühiste eest on kaitse siiski olemas.
Esimese variandi puhul käivitub kruvikeeraja enesekindlalt igasuguse survega. Suutsin jõuda seiskamiseni alles siis, kui käivitasin selle blokeeritud padruniga teisel kiirusel (suurendatud puurimiseks). Aga ka siis tõmbleb enne väljalülitamist päris tugevalt. Esimesel kiirusel ei saanud ma seda välja lülitada. Jätsin selle võimaluse endale, olen sellega igati rahul.

Plaadil on isegi komponentide jaoks tühje kohti ja üks neist tundub olevat spetsiaalselt selle kondensaatori jaoks mõeldud. See oli mõeldud SMD 0603 suuruse jaoks, nii et ma jootsin siia 0,1 uF (ringi punasega):

TULEMUS

Tahvel vastas täielikult ootustele, kuigi see oli üllatus :)
Ma ei näe plusside ja miinuste kirjeldamisel mõtet, kõik on selle parameetrites, toon välja ainult ühe eelise: täiesti väike modifikatsioon muudab selle plaadi kruvikeerajatega täisfunktsionaalseks :)

PS: kurat, mul kulus kruvikeeraja ümberehitamiseks vähem aega kui selle arvustuse kirjutamiseks :)
ZZY: võib-olla parandavad mu jõu- ja analoogskeemides kogenumad kamraadid mind millegi kohta, ise olen läbi katuse digi- ja analooginimene :)

Plaanin osta +266 Lisa lemmikutesse Mulle meeldis arvustus +359 +726

Kui märkate viga, valige tekstiosa ja vajutage Ctrl+Enter
JAGA:
Arvutid ja kaasaegsed vidinad