Existe-t-il un moyen de construire une batterie 18650 avec une charge d'équilibrage intégrée? Ou l'équilibre n'est-il pas très nécessaire?

Ceci est mon premier post ici.

Euh, je suis un passionné de bricolage, surtout en électronique. Je suis en train de construire une Playstation 2 Slim portable avec un écran IPS, pour qu'elle ressemble à une manette Wii U. C'est ma première grande entreprise électronique.

Cependant, étant portable, j'aurais besoin qu'il soit alimenté par des piles rechargeables. Je suis très confus sur la façon d'aborder la partie puissance de ce projet. Je ferai de mon mieux pour être le plus détaillé possible! J'attends vos réponses avec impatience!

Les petits détails

En regardant autour de moi, j'ai conclu qu'une batterie de 18650 (3S) ferait du bon travail, cela semblait simple aussi. La connexion de trois d'entre eux en série produira un maximum de 12,6 V. C'est aussi un peu commun, donc beaucoup d'informations sur les batteries peuvent être trouvées, et même être récupérées à partir de batteries pour ordinateur portable.

J'ai quelques détails sur l'électronique incluse dans le projet jusqu'à présent:

Sony Playstation 2 Slim (modèle 75003)

• Tension de fonctionnement: 8,5 V
• Consommation électrique: 6 A maximum

Innolux N070IDG ( Ouais , j'aime les beaux écrans: D)

• Type: IPS LCD
• Résolution: 1280x800
• Taille: 7 pouces de diagonale
• Tension de fonctionnement: 9-12 V (meilleur à 12 V)
• Consommation: 190-210mA (pleine luminosité) (indiquée par l'alimentation du banc)
• Interface d'affichage: Comprend une carte d'interface HDMI, VGA, 2 x AV.

Amplificateur audio PAM8403

• 2 canaux
• Sortie: sortie 3W par canal à 4 Ohms.
• Tension: 5V

Les batteries

J'ai réussi à obtenir 6 x 18650 batteries à partir d'un vieil ordinateur portable. Après quelques recherches, il semble que ce soit des batteries Li-Ion Sony SF US18650GR 2400mAH . J'ai donc conclu que cela semble assez bon pour commencer, trois d'entre eux.

Le problème

Je voulais utiliser cette batterie 3S avec un BMS. Après avoir obtenu le BMS, juste au moment où j'allais assembler le pack, j'ai fait des recherches supplémentaires.

Il semble que les BMS n'équilibrent PAS les cellules. Je pensais que, puisqu'il a une protection contre les surcharges et les surcharges, il chargera toutes les cellules à 4,2 V chacune, lorsque la cellule est pleine mais les autres ne le sont pas, il cessera de charger pour cette cellule particulière et continuera sur les cellules qui ne sont pas '' t plein. Mais je semble me tromper, et cela peut toujours être déséquilibré.

Je me demandais .. la plupart des appareils grand public que nous utilisons, utilisez simplement un chargeur / alimentation CC pour recharger les appareils, tels que les ordinateurs portables ou les haut-parleurs portables, etc. Pour sûr, ils doivent avoir conçu un circuit d'équilibrage à l'intérieur de la batterie ou dans l'appareil - ou ils ne sont pas équilibrés non plus?

La plupart des didacticiels mentionnent que l'utilisation d'un chargeur de balance avec un connecteur de balance est le seul moyen de maintenir ses performances. Je trouve plutôt gênant de transporter un chargeur de balance et de retirer la batterie de l'appareil pour le recharger.

Ma question est .. est-il possible de concevoir une batterie, qui possède les caractéristiques de protection nécessaires telles que la protection contre les sous / surtensions et les surintensités, et de la concevoir de manière à ce qu'elle se charge via un simple chargeur à barillet CC?

Ou est-ce que le chargement de l'équilibre est quelque chose qui n'est pas complètement nécessaire?

J'ai vraiment peur d'utiliser des piles au lithium. Je ne veux pas me mettre en danger ni mettre personne en danger.

Mes solutions possibles

Étant donné que je ne suis pas très expérimenté en matière de piles au lithium, et pour moi, il semble que l'équilibre soit si critique. J'ai pensé à quelques solutions qui, je l'espère, seront correctes, je me réjouis de votre retour sur elles!

Solution A - Utilisez uniquement un pack 1S3P (ou plus en parallèle) et utilisez un chargeur USB 5V basé sur TP4056 . Couplage avec 3 convertisseurs BOOST pour alimenter l'écran LCD, la PS2 et d'autres appareils électroniques à leurs propres tensions, AVEC un BMS 1S. (Mon souci, c'est que ma batterie ne puisse pas gérer le tirage actuel.)

Je suis conscient que je devrai également faire des calculs basés sur l'efficacité des convertisseurs de suralimentation pour obtenir un courant précis des batteries.

Solution B - Ma méthode initialement décidée, je pense que le diagramme est explicite. Mais j'hésite à utiliser cette méthode car j'ai découvert qu'elle n'équilibre pas les cellules (et ne gâche pas sa vie) et peut être dangereuse.

Solution C - Protégez individuellement chaque CELLULE avec un BMS 1S ET utilisez ensemble un BMS 3S. Cela semble ridicule, je suppose. Mais je pense que cela fonctionnera, mais pas aussi bien ou ne serait pas recommandé.

Solution D - La méthode équilibrée appropriée, qui nécessiterait l'utilisation d'un chargeur d'équilibrage volumineux et l'impossibilité d'utiliser l'appareil pendant la charge (retrait du pack nécessaire pour charger). C'est vraiment gênant, à mon avis.

Eh bien, merci d'avoir lu, j'espère que ce n'était pas trop long. J'espère vraiment que j'obtiendrai une réponse une fois pour toutes. Parce que je ne demande pas d'habitude, je fais juste des recherches. Maintenant, j'ai vraiment besoin d'aide car cela peut être dangereux si cela se passe mal.

Faites-moi savoir ce que vous pensez et quelle est la meilleure solution! J'essaierai de répondre de mon mieux.

J'ai également hâte de savoir quelles erreurs il pourrait y avoir dans mes «solutions possibles»! Afin que je puisse les éviter ou les corriger à l'avenir.

Encore une fois, je vous remercie beaucoup.

J'ai réussi à obtenir 6 x 18650 batteries à partir d'un vieil ordinateur portable.

Ceci est votre premier problème. Ces vieilles batteries sont probablement fatiguées et auront du mal à fournir le courant requis. Les cellules individuelles peuvent avoir des résistances et des capacités internes différentes, donc l'équilibrage est conseillé.

Solution A - Utilisez uniquement un pack 1S3P (ou plus en parallèle) et utilisez un chargeur USB 5V basé sur TP4056.

Mauvaise idée. La batterie se charge très lentement et le booster gaspille de l'énergie. Le pack et le câblage devront supporter un courant de décharge de 14A +.

Solution B (BMS et chargeur '12 .6V ')

Si le BMS comprend un équilibrage, il devrait fonctionner, à condition que le chargeur '12 .6V 'soit conçu pour des piles au lithium de 3,7V. Sans équilibrage, certaines cellules pourraient atteindre la tension de crête avant d'autres, puis le BMS mettrait fin à la charge plus tôt, entraînant une batterie partiellement chargée et déséquilibrée.

Le BMS ne coupe pas lors de la décharge tant qu'au moins une cellule n'est pas tombée à une tension dangereusement basse. Après quelques cycles, les cellules commenceront à mourir. Pour protéger la batterie, vous devez installer une alarme ou une coupure qui ne laisse aucune cellule descendre en dessous de 3,2 V.

Solution C - Protégez individuellement chaque cellule avec un BMS 1S ET utilisez un BMS 3S

Trop, mais peut-être (selon les équilibreurs) pas assez! De nombreux équilibreurs fonctionnent sur le principe du contournement du courant de charge lorsque la cellule atteint la tension de crête (4,2 V). Le problème avec cette méthode est que si l'équilibreur ne peut pas contourner tout le courant, la cellule continuera à être surchargée (jusqu'à ce que le circuit de protection entre en action).

Solution D - La méthode équilibrée appropriée, qui nécessiterait l'utilisation d'un chargeur d'équilibrage volumineux

Encore une fois, la façon dont cela fonctionnera dépend du chargeur particulier. Certains contiennent 3 circuits isolés qui chargent chaque cellule individuellement. Il s'agit de la méthode la plus fiable de charge équilibrée, mais le panneau de commande doit communiquer avec les 3 chargeurs tout en maintenant l'isolement, il est donc principalement utilisé dans les chargeurs bas de gamme simples qui peuvent ne pas être fiables.

Des chargeurs d'équilibrage plus sophistiqués ont un écran LCD et sont entièrement programmables. Leurs équilibreurs fonctionnent généralement tout au long du cycle de charge, de sorte que les cellules commencent à s'équilibrer avant d' atteindre la tension de crête, mais la plupart d'entre elles ont des équilibreurs relativement faibles. Le principal avantage est que l'écran LCD vous montre les tensions des cellules, vous pouvez donc réduire le taux de charge pour aider à équilibrer le pack si nécessaire. L'écran affiche également la quantité de charge mise, afin que vous puissiez évaluer la santé du pack.

Un bon chargeur d'équilibre peut être plus volumineux, mais il sera plus puissant et vous donnera beaucoup plus de contrôle et de flexibilité. Beaucoup peuvent également faire des batteries Nicad / NiMH, LiFPO4 et au plomb. Un seul chargeur peut être tout ce dont vous avez besoin pour charger de nombreux appareils différents.

Je pense que vous interprétez mal comment votre BMS équilibre les cellules pendant la charge.

Pour un BMS à 3 cellules, il y a généralement des transistors FET à travers chaque cellule. Lorsqu'une cellule se rapproche de la charge complète, le FET est utilisé pour contourner une partie du courant de charge (il ne désactive généralement pas la charge de la cellule individuelle). La dérivation du courant d'équilibrage est généralement une très petite fraction du courant de charge ... peut-être aussi faible que 1/10 du courant de charge du pack, mais cela suffit pour équilibrer les différences relativement petites dans les cellules. En plus de pouvoir contourner un certain courant autour d'une cellule donnée, le BMS peut désactiver le courant de charge pour l'ensemble du pack.

Pour les implémentations BMS où le courant de charge devient élevé (de nombreux ampères), ils utilisent une technologie de pompe de charge pour détourner l'énergie d'une cellule en surcharge vers une cellule sous-chargée ou de nouveau vers le condensateur d'alimentation. Comme ça de Linear. Cela améliore l'efficacité énergétique, mais ce n'est pas le BMS typique que vous achetez sur Ebay avec une simple déviation de charge.

Lisez ceci pour une introduction aux méthodes BMS.

Le BMS que vous montrez est une simple unité de seuil de tension. Il existe d'autres (tout aussi simples) qui équilibrent les packs 2S, 3S, 4s et 5S. Voici un exemple pour 3S:

Ce gars (sur Ebay) a un grand nombre de cartes (qualité inconnue bien sûr), mais il vaut la peine de regarder les détails de la carte pour voir quelles variations des cartes mettent en œuvre à la fois les méthodes de surcharge (surtension d'équilibre) et de sous-tension ou la protection contre les courts-circuits pour plusieurs cellules packs.

En supposant que votre BMS à 3 cellules est capable de contrôler la surcharge, votre méthode B) semble tout à fait appropriée pour votre batterie.

Si vous allez charger des batteries au lithium en série, alors oui, vous devez les équilibrer.

Vous pouvez facilement trouver des circuits de charge d'équilibre prêts à l'emploi en vente sur Internet. Il est également possible d'en récupérer un, par exemple à partir d'une batterie d'ordinateur portable. Aucune de ces solutions ne doit être particulièrement volumineuse.

Concevoir le vôtre est certainement possible, mais c'est un projet à part entière. Donc à vos solutions:

• La solution A est facile, sûre (à condition d'avoir suffisamment de batteries en parallèle) et utilisable, mais vous avez besoin d'un convertisseur de boost costaud, et ce ne sera pas le plus économe en énergie.

• Si la solution B n'équilibre pas les cellules, cela ne me semble pas bon.

• La solution C semble maladroite, mais quoi que fonctionne, fonctionne. Une question qui se pose, c'est quand l'un des BMS 1S détecte une surtension, que fait-il? Comment se comportera-t-il dans l'ensemble du circuit? S'il passe en circuit ouvert, cela signifie que les deux autres batteries cesseront également de se charger.

• La solution D est la bonne façon de le faire à l'OMI. Un chargeur d'équilibrage dédié sur une carte de circuit imprimé n'est pas nécessairement maladroit du tout, il peut facilement être plus petit que la solution C.