Arduino LTC6804 BMS - Sehemu ya 2: Bodi ya Mizani: Hatua 5

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:48

Sehemu ya 1 iko hapa

Mfumo wa Usimamizi wa Betri (BMS) unajumuisha utendakazi wa kuhisi vigezo muhimu vya pakiti ya betri ikiwa ni pamoja na voltages za seli, umeme wa sasa, joto la seli, n.k. Ikiwa yoyote ya haya hayatokani na anuwai iliyofafanuliwa hapo awali, kifurushi kinaweza kutengwa kutoka kwa mzigo au chaja yake., au hatua nyingine zinazofaa zinaweza kuchukuliwa. Katika mradi uliopita (https://www.instructables.com/id/Arduino-LTC6804-Battery-Management-System/) Nilijadili muundo wangu wa BMS, ambayo inategemea Linear Technology LTC6804 Multicell Battery Monitor chip na Arduino microcontroller. Mradi huu unapanua mradi wa BMS kwa kuongeza usawa wa pakiti ya betri.

Pakiti za betri zimejengwa kutoka kwa seli za kibinafsi katika usanifu wa sambamba na / au safu. Kwa mfano, pakiti ya 8p12s ingejengwa kwa kutumia seti 12 zilizounganishwa mfululizo za seli 8 zilizounganishwa sambamba. Kutakuwa na jumla ya seli 96 kwenye kifurushi. Kwa utendaji bora seli zote 96 zinapaswa kuwa na mali zinazolingana kwa karibu, hata hivyo, kutakuwa na tofauti kati ya seli kila wakati. Kwa mfano, seli zingine zinaweza kuwa na uwezo wa chini kuliko seli zingine. Kama pakiti inachajiwa, seli za uwezo wa chini zitafikia kiwango chao cha usalama salama kabla ya pakiti iliyobaki. BMS itagundua voltage hii kubwa na itakata kuchaji zaidi. Matokeo yake ni kwamba pakiti nyingi hazishtakiwa kikamilifu wakati BMS inakata kuchaji kwa sababu ya voltage ya juu ya seli dhaifu. Nguvu kama hiyo inaweza kutokea wakati wa kutokwa, wakati seli za uwezo wa juu haziwezi kutolewa kabisa kwa sababu BMS inakata mzigo wakati betri dhaifu zaidi inafikia kikomo cha chini cha voltage. Pakiti hiyo ni nzuri tu kama betri zake dhaifu, kama mnyororo una nguvu tu kama kiunganishi dhaifu.

Suluhisho moja kwa shida hii ni kutumia bodi ya usawa. Wakati kuna mikakati mingi ya kusawazisha pakiti, bodi rahisi zaidi za "passiv" zimeundwa kutokwa na malipo ya seli za voltage zaidi wakati kifurushi kinakaribia malipo kamili. Wakati nguvu zingine zinapotea, kifurushi kinaweza kwa ujumla kuhifadhi nguvu zaidi. Kutokwa na damu hufanywa kwa kutumia nguvu kadhaa kupitia mchanganyiko wa kontena / ubadilishaji unaodhibitiwa na mdhibiti mdogo. Hii inaelezewa inaelezea mfumo wa usawazishaji wa passiki unaoendana na arduino / LTC6804 BMS kutoka kwa mradi uliopita.

Vifaa

Unaweza kuagiza Bodi ya Mizani PCB kutoka PCBWays hapa:

www.pcbway.com/project/shareproject/Balance_board_for_Arduino_BMS.html

Hatua ya 1: Nadharia ya Uendeshaji

Ukurasa wa 62 wa data ya LTC6804 inajadili usawazishaji wa seli. Kuna chaguzi mbili: 1) kutumia MOSFETS ya N-channel ya ndani kutoa damu kutoka seli za juu, au 2) kutumia MOSFETS za ndani kudhibiti swichi za nje ambazo hubeba mkondo wa damu. Ninatumia chaguo la pili kwa sababu ninaweza kutengeneza mzunguko wangu mwenyewe wa kutokwa na damu kushughulikia sasa zaidi kuliko inavyoweza kufanywa kwa kutumia swichi za ndani.

MOSFETS za ndani zinapatikana kupitia pini S1-S12 wakati seli zenyewe zinapatikana kwa kutumia pini C0-C12. Picha hapo juu inaonyesha moja ya mizunguko 12 inayofanana ya damu. Wakati Q1 imewashwa, sasa itatiririka kutoka C1 hadi ardhini kupitia R5, ikitoa malipo kadhaa kwenye seli ya 1. Nilichagua mpinzani wa 6 Ohm, 1 Watt, ambaye anapaswa kushughulikia mililita kadhaa za mkondo wa damu.. LED imeongezwa ili mtumiaji aweze kuona ni seli zipi zinasawazisha wakati wowote.

Pini S1-S12 zinadhibitiwa na CFGR4 na vipande 4 vya kwanza vya vikundi vya usajili vya CFGR5 (angalia ukurasa wa 51 na 53 wa data ya LTC6804). Vikundi hivi vya rejista vimewekwa kwenye nambari ya Arduino (iliyojadiliwa hapa chini) katika kazi balance_cfg.

Hatua ya 2: Mpangilio

Mpangilio wa bodi ya usawa wa BMS ilitengenezwa kwa kutumia Eagle CAD. Ni sawa moja kwa moja. Kuna mzunguko mmoja wa damu kwa kila sehemu ya safu ya vifurushi vya betri. Swichi zinadhibitiwa na ishara kutoka kwa LTC6804 kupitia kichwa cha JP2. Mzunguko wa sasa wa damu kutoka kwa kifurushi cha betri kupitia kichwa cha JP1. Kumbuka kuwa mtiririko wa damu sasa unapita kwa sehemu inayofuata ya pakiti ya chini ya betri, kwa mfano, C9 inavuja damu kuwa C8, nk Alama ya Arduino Uno imewekwa kwenye muundo wa mpangilio wa PCB ulioelezewa katika Hatua ya 3. Picha ya azimio kubwa hutolewa katika faili ya zip. Ifuatayo ni orodha ya sehemu (Kwa sababu fulani Faili ya kupakia faili ya Maagizo haifanyi kazi kwangu..)

Thamani ya Qty Sehemu ya Kifurushi cha Kifaa Maelezo

12 LEDCHIPLED_0805 CHIPLED_0805 LED1, LED2, LED3, LED4, LED5, LED6, LED7, LED8, LED9, LED10, LED11, LED12 LED 12 BSS308PEH6327XTSA1 MOSFET-P SOT23-R Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6, Q7, Q8, Q9, Q10, Q11, Q12 P-Channel Mosfet 2 PINHD-1X13_BIG 1X13-BIG JP1, JP2 PIN HEADER 12 16 R-US_R2512 R2512 R5, R7, R9, R11, R13, R15, R17, R19, R21, R23, R25, R27 RESISTOR, alama ya Amerika 12 1K R-US_R0805 R0805 R4, R6, R8, R10, R12, R14, R16, R18, R18, R20, R22, R24, R26 RESISTOR, alama ya Amerika 12 200 R-US_R0805 R0805 R1, R2, R3, R28, R29, R30, R31, R32, R33, R34, R35, R36 RESISTOR, alama ya Amerika

Hatua ya 3: Mpangilio wa PCB

Mpangilio umedhamiriwa sana na muundo wa mfumo kuu wa BMS uliojadiliwa kwa njia tofauti inayoweza kufundishwa (https://www.instructables.com/id/Arduino-LTC6804-Battery-Management-System/). Vichwa vya JP1 na JP2 lazima vilingane na vichwa vinavyolingana kwenye BMS. Mosfets, vipinga damu na taa za LED zimepangwa kwa njia ya kimantiki kwenye ngao ya Arduino Uno. Faili za wahalifu ziliundwa kwa kutumia Eagle CAD na PCB zilipelekwa kwa Mizunguko ya Sierra kwa utengenezaji.

Faili iliyoambatishwa "Gerbers Balance Board.zip.txt" kwa kweli ni faili ya zip iliyo na Gerbers. Unaweza tu kufuta sehemu ya.txt ya jina la faili na kisha uifungue kama faili ya kawaida ya zip.

Nitumie ujumbe ikiwa ungependa kupata PCB, naweza bado nimesalia.

Hatua ya 4: Mkutano wa PCB

Bodi za Mizani PCB ziliuzwa kwa mkono kwa kutumia Weller WESD51 kituo cha kudhibitiwa kwa joto na kipande cha ETB ET 0.093 "screwdriver" ncha na 0.3mm solder. Ingawa vidokezo vidogo vinaweza kuonekana kuwa bora kwa kazi ngumu, hazihifadhi joto na kwa kweli hufanya kazi iwe ngumu zaidi. Tumia kalamu ya flux kusafisha pedi za PCB kabla ya kutengenezea. Mchoro wa 0.3 mm hufanya kazi vizuri kwa sehemu za SMD za kutengenezea mkono. Weka solder kidogo kwenye pedi moja na kisha weka sehemu hiyo na kibano au kisu cha x-acto na ubonyeze pedi hiyo. Pedi iliyobaki inaweza kuuzwa bila sehemu kusonga. Hakikisha kutowasha moto sehemu au pedi za PCB. Kwa sababu vifaa vingi ni kubwa kwa viwango vya SMD, PCB ni rahisi kukusanyika.

Hatua ya 5: Kanuni

Nambari kamili ya Arduino imetolewa katika maelezo ya hapo awali yaliyounganishwa na hapo juu. Hapa nitakuangazia sehemu inayodhibiti usawazishaji wa seli. Kama ilivyoelezwa hapo juu, S1-S12 inadhibitiwa na CFGR4 na vipande 4 vya kwanza vya vikundi vya usajili vya CFGR5 kwenye LTC6804 (tazama ukurasa wa 51 na 53 wa Jedwali la LTC6804). Kazi ya kitanzi ya nambari ya Arduino hugundua sehemu kubwa zaidi ya pakiti ya betri na inaweka nambari yake kwenye seli inayobadilika yaMax_i. Ikiwa voltage ya cellMax_i ni kubwa kuliko CELL_BALANCE_THRESHOLD_V, nambari hiyo itaita kazi balance_cfg (), ikipitisha idadi ya sehemu ya juu, cellMax_i. Kazi balance_cfg inaweka maadili ya rejista inayofaa ya LTC6804. Simu kwa LTC6804_wrcfg kisha inaandika maadili haya kwa IC, ikiwasha pini S inayohusiana na cellMax_i.