2S BMS Bağlantı Şeması: 7.4V 18650 Paketi

İki adet 18650 hücreyi seri bağlayıp 7,4V'luk bir paket yapmak, RC araç, LED fener, küçük robot ve powerbank projelerinin en yaygın başlangıç noktasıdır. Bu yazıda 2S BMS bağlantı şemasını uç uç anlatıyor; paketin gerilimlerini, doğru BMS akımını, şarj cihazı seçimini ve en sık yapılan bağlantı hatalarını gösteriyoruz. BMS'in genel mantığını BMS nedir, nasıl bağlanır rehberimizde anlattık; burada yalnızca iki hücreli pakete odaklanıyoruz.

2S BMS nedir?

2S BMS, seri bağlı iki lityum hücreden oluşan paketi aşırı şarj, aşırı deşarj, aşırı akım ve kısa devreye karşı koruyan bir batarya koruma kartıdır. Adındaki "S" (series) seri hücre sayısını gösterir. Kart iki hücrenin gerilimini ayrı ayrı izler ve biri sınırı aşınca MOSFET'lerle devreyi keser.

Paket adlarında görülen SxP gösterimi iki bilgiyi birlikte verir. Örneğin 2S2P, her biri iki paralel hücreden oluşan iki grubun seri bağlandığı dört hücreli pakettir. BMS seçiminde yalnızca S sayısı önemlidir; P sayısı gerilimi değiştirmez, kapasiteyi ve verilebilecek akımı artırır. Paralel grup kurulumunu 18650 batarya paketi yapımı yazımızda adım adım gösterdik.

2S paket kaç volt olur?

2S Li-ion paket 7,2-7,4V nominal, 8,4V tam dolu gerilimdedir; çünkü her hücre 3,6-3,7V nominal, 4,2V tam doludur. Boş paket gerilimi BMS'in kesim eşiğine göre 5,0-6,0V arasındadır. LiFePO4 hücrelerde değerler farklıdır ve Li-ion BMS'i ile kullanılmaz.

Kesim değerleri karttan karta değişir. Örneğin bazı 2S kartlarda aşırı şarj eşiği hücre başına 4,25V, aşırı deşarj eşiği 2,5V olarak verilir; kendi kartınızın değerini ürün sayfasından kontrol edin.

2S BMS bağlantı şeması nasıldır?

2S BMS'te üç pil ucu ve iki çıkış ucu bulunur: B- paketin eksisine, BM (bazı kartlarda B1) iki hücrenin birleşim noktasına, B+ paketin artısına gider; P- ve P+ ise yük ile şarj cihazının bağlandığı uçlardır. P+ çoğu kartta ayrı bir pad değildir, paketin artısıyla aynı hattır.

En önemli kural şudur: yük ve şarj cihazının eksisi asla doğrudan B-'ye ya da hücreye bağlanmaz, her zaman P-'ye gider. Aksi hâlde akım BMS'in MOSFET'lerinden geçmez ve koruma çalışmaz.

2S BMS adım adım nasıl bağlanır?

1. Hücreleri eşleyin: Aynı marka, model ve kapasitede iki hücre seçin; örneğin iki adet Aspilsan INR18650A28 2800 mAh Li-ion pil. Gerilimlerini multimetreyle ölçün, aradaki fark 0,05V'u geçmesin.
2. Seri bağlayın: 1. hücrenin artısını 2. hücrenin eksisine 0,15x6 mm nikel kaplı punta teli ile punta kaynağıyla bağlayın. Hücreye havyayla uzun süre lehim yapmayın.
3. Yalıtın: Hücrelerin artı başlarına yalıtım contası koyun, şeritlerin kenarlarının karşı hücreye değmediğini kontrol edin.
4. B- bağlantısı: Önce BMS'in B- ucunu paketin eksisine bağlayın.
5. BM ve B+: Ardından BM ucunu orta şeride, en son B+ ucunu paketin artısına bağlayın. Kartın kılavuzu başka bir sıra veriyorsa ona uyun.
6. Ölçün: B- ile BM arası ve BM ile B+ arası birer hücre gerilimi göstermelidir.
7. Çıkışı bağlayın: Yükü ve şarj cihazını P+ ile P- arasına bağlayın; P+ hattına yük akımına uygun bir sigorta ekleyin.

Balanslı ve balanssız 2S BMS arasındaki fark nedir?

Balanslı 2S BMS, şarjın sonunda gerilimi yüksek olan hücreden küçük bir akımı dirençle harcatarak iki hücreyi eşitler; balanssız kart yalnızca koruma yapar. Bu yönteme pasif balans denir ve akımı genellikle onlarca miliamperdir. Bu yüzden balans, başlangıçta dengesiz bağlanmış hücreleri hızla düzeltmez; sadece küçük farkların büyümesini önler.

Uzun ömürlü paketler için balanslı kart önerilir. XR 2S 5A Li-ion BMS balans devresi küçük akımlı projeler için, 2S 20A balanslı BMS ise 20A sürekli deşarj ve 10A sürekli şarj sınırıyla motorlu uygulamalar için bir örnektir. Balanssız kart kullanacaksanız hücre eşleştirmesi daha da önemli hâle gelir.

2S BMS kaç amper seçilmeli?

BMS'in sürekli akım değeri, yükün çektiği en yüksek sürekli akımdan %20-30 daha büyük seçilmelidir. Akımı hesaplarken paketin en düşük gerilimini kullanın: aynı güç, boşalmaya yakın pakette daha fazla akım çeker. Kartlardaki "pik" ya da "anlık" değer yalnızca çok kısa süreli akımlar içindir ve sürekli yük için kullanılmaz.

Hücrelerin de bu akımı verebilmesi gerekir. Yüksek akımlı yüklerde hücrenin teknik sayfasındaki sürekli deşarj akımına bakın; gerekiyorsa 2S2P yaparak hücre başına düşen akımı yarıya indirin.

2S paket nasıl şarj edilir?

2S Li-ion paket, 8,4V çıkışlı ve akım sınırlamalı bir CC-CV şarj cihazıyla P+ ve P- uçlarından şarj edilir. Şarj cihazı önce sabit akım verir, paket 8,4V'a ulaşınca gerilimi sabit tutar ve akım azalınca şarjı bitirir. BMS bir şarj cihazı değildir; ayarsız bir 9V ya da 12V adaptör bağlamak hücreleri BMS eşiğine kadar zorlar.

Küçük paketler için TP5100 1S/2S 8.4V şarj modülü 5-12V girişten en fazla 2A ile şarj eder. Şarj akımını hücre kapasitesinin yaklaşık 0,5C'si civarında tutmak güvenli bir başlangıçtır; 2800 mAh hücre için bu yaklaşık 1,4A'dir. LiFePO4 2S paketlerde şarj gerilimi 7,3V olmalıdır.

En sık yapılan hatalar nelerdir?

• Yanlış kablo sırası: BM ucunu paket artısına bağlamak kartı ve hücreyi zorlar; bağlamadan önce her ucu ölçün.
• Eşitlenmemiş hücreler: 3,6V ile 4,0V'luk iki hücreyi seri bağlarsanız dolu olan hücre 4,25V'a ulaşınca şarj kesilir, diğeri yarım kalır.
• Farklı kapasitede hücre: Paket her zaman en zayıf hücrenin kapasitesi kadar çalışır; küçük hücre önce boşalır ve BMS paketi erken keser.
• Yükü B-'ye bağlamak: Koruma devre dışı kalır.
• Kimya karışıklığı: Li-ion BMS'i LiFePO4 hücrede ya da tersi kullanılmaz.

Sık sorulan sorular

2S BMS çıkış vermiyor, neden?

En sık neden, kartın ilk bağlantıdan sonra kilitli kalmasıdır. Pek çok BMS, P+ ve P- uçlarına kısa süre şarj cihazı bağlanınca etkinleşir ve çıkış verir. Bu işe yaramazsa hücre gerilimlerinin aşırı deşarj eşiğinin üstünde olduğunu ve BM ucunun doğru noktaya bağlandığını ölçerek kontrol edin.

BM ve B1 aynı şey mi?

Evet, 2S kartlarda iki hücrenin ortak noktasına giden uca bazı üreticiler BM, bazıları B1 der. İkisi de birinci hücrenin artısı ile ikinci hücrenin eksisinin birleştiği şeride bağlanır. B- ile bu uç arasında birinci hücrenin, bu uç ile B+ arasında ikinci hücrenin gerilimi ölçülür.

2S BMS ile 12V cihaz çalıştırılır mı?

Hayır, 2S paket tam doluyken bile 8,4V verir ve 12V cihazı doğrudan beslemez. 12V gereken projelerde ya 3S paket ve 3S BMS kullanılır ya da 2S paketin çıkışına bir yükseltici (boost) DC-DC çevirici eklenir. Çevirici kullanırsanız paketten çekilen akımın çıkış akımından büyük olacağını hesaba katın.

2S paketin doluluğunu nasıl görürüm?

En basit yol paket gerilimini ölçmektir: 8,4V tam dolu, 7,4V civarı yarı dolu, 6,0V'un altı boş kabul edilir. Sürekli izleme için 2S lityum batarya kapasite göstergesi gibi 6,6-8,4V aralığında çalışan LED göstergeler P+ ve P- uçlarına bağlanabilir.

Tek hücre şarj modülüyle 2S paket şarj edilir mi?

Hayır, TP4056 gibi 1S modüller 4,2V'a kadar şarj eder ve 2S paketi dolduramaz. Hücreleri tek tek şarj etmek için paketi sökmek gerekir, bu da pratik değildir. 2S paket için 8,4V çıkışlı bir şarj cihazı kullanın; tek hücreli projeler için TP4056 18650 şarj devresi yazımıza bakabilirsiniz.

Özet

• 2S BMS'te B- paket eksisine, BM (B1) orta şeride, B+ paket artısına; yük ve şarj cihazı P+ ile P-'ye bağlanır.
• 2S Li-ion paket 7,2-7,4V nominal, 8,4V tam doludur; LiFePO4'te 6,4V ve 7,3V'tur.
• Bağlantı sırası önce B-, sonra BM, en son B+; her uç bağlanmadan önce ölçülür.
• BMS akımı yükün sürekli akımından %20-30 büyük seçilir; pik değer sürekli yük için kullanılmaz.
• Paket 8,4V CC-CV şarj cihazıyla şarj edilir; hücreler bağlanmadan önce eşitlenir ve yalıtılır.