Kwa nini Mfululizo wa Seli Unavyotofautiana, na Kile Kusawazisha Kinachofanya Hasa

Tumia seli nne zenye lebo kutoka ngazi ya 6 kwenye kishikilia seli nne. Kabla ya kitu kingine chochote, pima kila seli **kivyake na nje ya kishikilia**, ikiwa imepumzika, hadi desimali tatu, kisha andika nambari nne pamoja na tarehe. Kisha pima uwezo halisi wa kila seli, moja kwa wakati. Ichaji hadi 4.20 V, ipumzishe kwa dakika thelathini, kisha itoe nguvu kupitia kipinga cha nguvu kwa mkondo thabiti, ukipima muda hadi ifikie 3.00 V. Amp-saa ni mkondo mara saa. Inachukua vikao vinne, na ndiyo njia pekee ya kujua ulicho nacho kwa kweli: nambari iliyochapishwa kwenye kifungashio ni kiwango kilichokadiriwa, si kipimo, na seli iliyokaa kwenye droo kwa miaka miwili haitafikia kiwango hicho. Andika uwezo wa seli nne kwenye daftari lako kama jedwali. Jedwali hilo ndilo ingizo la hesabu ya hatua ya 3, nawe utalilinganisha mwishoni mwa hatua ya 5. Ikiwa zote nne zitatoka ndani ya asilimia chache za kila moja, sawazisha kimakusudi mfuatano kabla ya kuendelea: chaji tatu kikamilifu na uache ya nne kwa takriban 60%. Unahitaji athari inayoonekana ya kupima, na mfuatano wa seli zinazolingana vizuri hautatoa hiyo ndani ya alasiri moja. Seli moja kwa wakati kwenye chaja. Usiwahi kuchaji mfuatano wa mfululizo bila usimamizi wa kila seli — ambalo ndilo lengo zima la ngazi hii na sababu ya hatua ya 5 kuwepo.

Unganisha kishikilia seli nne kwa mfululizo na utoe waya mwembamba wa kupima kutoka kila makutano ya seli, kama ilivyo katika ngazi ya 3 hatua ya 5. Waya hizo za kupima ndizo njia ya kuangalia seli moja moja wakati mfululizo unafanya kazi. Ondoa chaji ya mfululizo mzima kupitia kipingamizi cha nguvu kwa mkondo thabiti — ampea moja inatosha na inafanya kipingamizi kiwe rahisi kudhibiti. Kila dakika tano, soma **voltedi za seli zote nne moja baada ya nyingine** pamoja na jumla ya mfululizo, kisha uziandike mfululizo mmoja. Simama mara **seli yoyote moja** itakapofikia 3.00 V. Si mfululizo; ni seli. Hii ndiyo lengo la zoezi zima: jumla ya mfululizo bado itaonekana nzuri kabisa — seli nne zenye wastani wa 3.4 V ni mfululizo wa 13.6 V, ambao hakuna kikatizo cha jumla ya voltedi kingepinga — ilhali seli moja ndani yake tayari iko kwenye kiwango chake cha chini na inavutwa chini zaidi. Sasa angalia safu zako. Voltedi ya seli dhaifu hutengana na nyingine mapema kisha huporomoka; seli imara bado ziko kwenye usawa wao unaposimama. Kokotoa chaji ngapi mfululizo ulitoa na ulinganishe na uwezo wa seli imara zaidi kutoka hatua ya 1. Tofauti hiyo ni uwezo unaomiliki lakini hauwezi kuufikia. Kutoa chaji zaidi ya kiwango kwa seli ya lithiamu chini ya takriban 2.5 V huiharibu kabisa na kuifanya ihatarishe kuchajiwa tena. Kuangalia seli badala ya jumla si tahadhari tu, ni njia pekee sahihi ya kuendesha mfululizo.

Kabla ya kuweka bodi inayofanya hivyo bila kuonekana, jenga njia moja ili uone inachofanya. Kisawazishaji cha passive ni rahisi hivi kweli. Katika seli moja, weka **kipinga cha 100 Ω mfululizo na **MOSFET ya kiwango cha logic**, drain kwenda chanya ya seli, source kwenda hasi ya seli. Endesha gate kutoka kwa comparator inayowashwa wakati wowote seli hiyo inapozidi kiwango cha rejea — 4.15 V ni kizingiti kinachofaa, kiweke kwa potentiometer na ukikague kwa mita. Tumia kipinga cha 1 W au kikubwa zaidi: hatua ya 3 ilihesabu 0.18 W, na kipinga cha robo wati kinachofanya kazi karibu kwa kiwango chake kamili kwenye pakiti iliyofungwa ni wazo baya. Kijaribu kwanza kwenye umeme wa benchi, bila seli yoyote: pandisha umeme polepole hadi kizingiti na uthibitishe kwamba MOSFET inawaka na kipinga kinaanza kuvuta mkondo wake wa 42 mA. Pima mkondo badala ya kudhani; MOSFET isiyowaka kikamilifu ni heater. Sasa iweke kwenye seli inayopanda juu zaidi kwenye mfululizo wako na uchaji mfululizo kwa upole. Seli hiyo inapaswa kuacha kupanda huku nyingine zikikaribia. Utahisi kipinga kikipata joto, na joto hilo ni nishati unayoiharibu kwa makusudi — kisawazishaji cha passive hakisogezi chaji kutoka seli iliyojaa kwenda tupu, kinachoma tofauti hiyo. Visawazishaji vinne kama hivi, kimoja kwa kila seli, ni kisawazishaji kamili cha passive. Ambacho, karibu kabisa, ndicho kilichopo kwenye bodi katika hatua inayofuata.

Bodi ya kijani kwenye picha ya ukurasa huu ni mfumo wa usimamizi wa betri wa 4S, na ni toleo la kibiashara la kila kitu kilicho katika hatua ya 2 na 4. Ukanda wake wa vituo unapokea **B−, kisha waya mmoja kwa kila makutano ya seli, kisha B+** — miunganisho ile ile kama kiunganishi cha pakiti katika ngazi ya 3. Iunganishe kwa uangalifu na kwa mpangilio, kuanzia B− kwenda juu. Kuweka waya wa kusawazisha kwenye makutano yasiyo sahihi kunabadilisha polarity ya ingizo la seli, na bodi haitaweza kuvumilia hilo. Pima kila waya dhidi ya B− kwa kipimo kabla ya kuchomeka kiunganishi, na thibitisha kwamba volteji zinaongezeka seli moja baada ya nyingine. Fanya ukaguzi huu kila mara. Bodi hii inafanya kazi tatu: - **Ulinzi wa kujaza kupita kiasi** — inakata muunganisho ikiwa seli yoyote itafikia takriban 4.25 V. - **Ulinzi wa kutoa chaji kupita kiasi** — inakata muunganisho ikiwa seli yoyote itashuka chini ya takriban 2.5 V. Hii ndiyo ulinzi uliokuwa ukitoa kwa mkono kwa kutumia kipimo katika hatua ya 2. - **Kusawazisha** — vipinga vidogo kando ya ukingo mmoja, vikifanya kile ulichojenga katika hatua ya 4. Chaji safu ikiwa bodi imefungwa na uangalie volteji nne za seli zikikaribia kufanana kwa saa kadhaa. Weka kipima joto cha infrared juu ya vipinga vya kusawazisha wakati kinafanya kazi; vitakuwa vitu vyenye joto zaidi kwenye bodi, na hiyo ni sahihi. Kisha rudia kutoa chaji kwa hatua ya 2 na linganisha amp-hours zilizotolewa na zile za jaribio la kwanza. Tofauti hiyo ndiyo jibu la swali ambalo ngazi hii inauliza, lililopimwa kwenye benchi yako mwenyewe. A BMS hulinda seli. Haiwezi kuzitengeneza: seli ambayo uwezo wake umeporomoka kweli bado itaizuia pakiti, na hakuna kiasi cha kusawazisha kitakachobadilisha hilo. Kubadilisha seli moja katika pakiti ya zamani kwa mpya kunafanya tofauti kuwa mbaya zaidi, si bora.

**Usifu, uliotajwa kwa uaminifu.** Hakuna hataza moja ya kusawazisha seli na hakuna inayodaiwa hapa. Tatizo ni la hesabu — mkondo unaofanana, uwezo tofauti — na lilitambuliwa mara tu mtu alipoweka seli mfululizo, yaani mwaka 1800 na rundo la Volta. Kilichobadilika na lithiamu-ioni ni *matokeo*: seli ya nikeli iliyochajiwa kupita kiasi hutoa gesi na kupata joto, huku seli ya lithiamu iliyochajiwa kupita kiasi inaweza kufanya kile ngazi ya 9 inachoeleza. Kusawazisha kukakoma kuwa kipimo cha ufanisi na kuwa hitaji la usalama. Ndiyo sababu kiunganishi cha pakiti kilikua na vipokezi vya seli, na kwa nini kila pakiti ya lithiamu inayouzwa leo ina bodi ya ulinzi ndani yake, wakati pakiti ya nikeli-kadmiamu ya zama hizo ilikuwa na seli na thermistor pekee. **Passiv dhidi ya aktivu.** Kila kitu hapa ni kusawazisha *passiv*: toa chaji kutoka seli za juu na upoteze tofauti hiyo. Visawazishaji *aktivu* husogeza chaji kutoka seli ya juu hadi ya chini kupitia induktori au transfoma, hivyo hakuna kinachopotea, na ni ghali zaidi na changamano zaidi. Kwa pakiti ya zana yenye seli nne, toleo la passiv ni sahihi; kwa pakiti ya gari yenye seli mia moja mfululizo haifai tena, kwa sababu nishati ungepoteza inaongezeka kulingana na mfululizo mzima. **Mipaka ya kweli.** Kusawazisha kwa passiv ni polepole, kama hatua ya 3 ilivyoonyesha: kutofautiana kwa 300 mAh kunachukua saa saba za kutoa chaji. Kunafanya kazi tu juu ya chaji, pale mkunjo wa volteji ulipo mwinuko wa kutosha kutofautisha seli — kwenye uwanda tambarare wa ngazi ya 4, tofauti ya 50 mV inaweza kuwa tofauti yoyote ya hali ya chaji. Na haiwezi kurekebisha kutolingana kunakokua kwa kasi kuliko uwezo wa kutoa chaji, ambacho ndicho pakiti ya kuzeeka hatimaye inakuwa.