Implement Battery Balance cell 4S for LiFePO4 Battery (Ep2)

ในตอนที่ 2 นี้จะนำบอร์ด Battery Balance cell นำมาต่อกับแบตเตอรี่ ลิเทียมไอรอนฟอสเฟต (Lithium iron phosphate : LiFePO4) แบบ 4 เซลล์ และใช้วงจรชาร์จแบตเตอรี่เหมือนเดิม ทั้งนี้เพื่อสังเกตการทำงานของวงจรที่ประกอบขึ้นและทำงานในระบบจริง ซึ่งในการทดลองนี้จะเป็นการประกอบวงจรบนแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) อเนกประสงค์ และใช้การต่อสายไฟขนาดเล็กเพื่อเชื่อมต่อระหว่างเซลล์แบตเตอรี่และบอร์ด Battery Balance cell

จากรูปข้างบนที่ 1 เป็นลักษณะของวงจรที่ประกอบเป็นที่เรียบร้อย และทดสอบการทำงานเบื้องต้นแล้ว จากนั้นต่อสายไฟ (สีแดงและดำ) เพื่อจะต่อเข้ากันตัวแบตเตอรี่ LiFePO4 โดยในการต่อสายไฟนั้น เราจะต้องทำจุดสังเกตให้แต่ละเซลล์อย่างถูกต้อง

รูปที่ 2 แสดงลักษณะของการต่อวงจร Battery Balance cell เข้ากับแบตเตอรี่ LiFePO4 เข้าด้วยกันทุกเซลล์ ซึ่งในช่วงนี้แอลอีดีจะอยู่ในสภาวะปกติ (แรงดันภายในเซลล์มีค่าน้อยกว่า 3.5V) และแอลอีดีทุกดวงบอนบอร์ดจะยังคงดับอยู่

รูปที่ 3 เมื่อเราเริ่มชาร์จแบตเตอรี่เบื้องต้น จะเห็นว่าค่าแรงดันของแบตเตอรี่บางเซลล์จะมีค่าไม่เท่ากัน ซึ่งสังเกตได้จากความสว่างของแอลอีดีในแต่ละดวงไม่เท่ากัน ซึ่งในตอนนี้วงจร Battery Balance cell จะทำหน้าที่ปรับค่าแรงดันที่เข้ามาชาร์จให้สมดุลย์ทุกเซลล์

จากในรูปที่ 4 เมื่อทำการชาร์จแบตเตอรี่ไปประมาณ 2-3 ชม. ก็จะเห็นความสว่างของแอลอีดี จะเริ่มใกล้เคียงกันเรื่อยๆ ซึ่งจะช่วยให้ทุกเซลล์ของแบตเตอรี่ชุดนี้ สามารถเก็บพลังงานไฟฟ้าได้ใกล้เคียงกัน และช่วยให้การจ่ายพลังงานไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น เนื่องจากการจ่ายกำลังไฟฟ้าได้ใกล้เคียงกันทุกเซลล์

รูปที่ 5 ลักษณะของแผงโซล่าร์เซลล์ที่ใช้ในการทดลอง ซึ่งจะมีขนาด 12V/10W ทั้ง 2 แผ่น และจะต่อเข้าด้วยกันแบบขนานสำหรับจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับส่วนของวงจรชาร์จแบตเตอรี่ โดยก่อนนำมาใช้กับแผงโซล่าร์เซลล์นั้นจะทำการทดสอบกับแหล่งจ่ายไฟเลี้ยงกระแสตรงก่อนสำหรับทดสอบการทำงานเบื้องต้น

สำหรับในรูปสุดท้ายที่ 6 เมื่อเราชาร์จแบดเตอรี่มาเป็นระยะเวลาหนึ่ง (ประมาณ 4-5 ชม.) จะทำให้แรงดันภายในแบตเตอรี่ทุกเซลล์มีค่าใกล้เคียงกัน โดยเราจะสังเกตได้จากความสว่างของแอลอีดีที่จะใกล้เคียงกันทุกดวง ซึ่งก็หมายความว่าทุกเซลล์ของแบตเตอรี่พร้อมที่จะนำไปใช้งานได้แล้ว

Referance

1. https://www.digikey.com/eewiki/display/Motley/Simple+Undervoltage+and+Overcurrent+Protection+for+Lithium-Ion+and+Lithium+Polymer+Batteries
2. https://electronicsprojectshub.com/make-bms-for-lithium-ion-batteries-charging/
3. https://sound-au.com/articles/lithium-charging.htm
4. https://www.instructables.com/id/Open-source-345S-Lithium-BMS/
5. https://visforvoltage.org/forum/4668-xm3500-bms-circuit
6. https://320volt.com/en/12-volt-lipo-pil-paketi-icin-voltaj-izleyici-devresi/