Rocky_AL's elcykelprojekt [updaterad 30 nov]

[bearing]

Biltema har en del kabelskor och banankontakt-liknande.

http://www.biltema.se/products/productl ... Id=373#538
http://www.biltema.se/products/product. ... emId=90743

[Rocky_AL]

Biltema hade jag helt glömt bort.
De här bananerna kanske kan fungera. Det står max kabelarea 21mm^2. Frågan är ju om kontakterna klarar samma ström som en 21mm^2 kabel. Osäker på om de har motsvarande hona. Dessa kanske är honkontakterna som passar?

[Rocky_AL]

Nu har det varit tyst i denna tråd för länge. Dags för update igen.
Jag har äntligen kommit fram till en hyfsad lösning på hur strömförsörjningen ska se ut. Desutom har jag lyckats klämma in alla 10 laddkretsarna på ett 90x90mm kretskort (utom logiken som kopplar ur strömförsörjningen). Har gjort en del småändringar.



Jag har inte hunnit fixa färdigt lösningen som kollar optokopplarna osv. Det lutar åt vanliga or-grindar för att "any shunt active" och and-grindar + en latch för "all shunts active". Strömförsörjningen kommer att bestå av två op-ampar, en för strömgräns och en för spänningsgräns. Båda op-amparna fungerar på samma sätt med den enda skillnaden att den ena mäter över ett motstånd i serie, den andra mäter via spänningsdelning i parallell med lasten. Jag har simulerat lite och kretsen verkar vara stabil. Det enda problemet är värmeutvecklingen i 2n3055 transistorerna. jag är lite osäker på hur stor effektutvecklingen kommer att vara, men den lär bli ganska stor.
Obs, bilden har inte rätt spänningsgräns den är på 10V (ska vara 42V). Strömgränsen är däremot på korrekta 10A.

[Fagge]

Hur går det för dig Rocky_AL ?
Har du mekat ihop & testat BMS-kortet än?.
Jag sitter själv å velar om man ska göra det enkelt för sig å köra med Dewalts färdiga batteripaket med deras inbyggda BMSer. Eller om man ska köpa lösa celler å bygga resten så som du gör!.
Om man ska göra det senare alternativet så har jag dreglat lite över Headway 38120S 10A cellerna. Någon som har erfarenhet kring dessa?.

[Rocky_AL]

Fagge: Personligen tycker jag att en egen lösning är att föredra. Man måste ju köpa en laddare för varje batteripack om man kör med intakta skruvdragarbatterier. Sen känns det inte helt rätt att köra omkring med en massa borrmaskinbatterier men det är ju min åsikt.


Jag har haft en del problem den senaste tiden. Har gjort 2st misslyckade lvc-kort. Inte för att det är särskilt svårt att få ihop en enkel krets som ger en signal då cellens spänning blir för låg, men första kortet blandade jag ihop +/- på op-amparna... När jag hade gjort andra kortet så upptäckte jag att optokopplarnas lägsta matningsspänning var för hög.
Som tur var så lödde jag bara fast tillräckligt många komponeneter för en cell innan jag testade och inte alla 10 celler.

Men imorgon kommer ups med nya op-ampar och resterande komponenter för laddkretsen, så jag kommer förmodligen att löda ihop laddkretsen imorgon. Denna har jag faktiskt redan provat i kopplingsdäcket och den verkar fungera fint. Shunten börjar leda vid typ 4.17V och den leder väldigt plötsligt. Det räcker att lägga fingrarna på labbagget så går shunten från att inte leda alls till att leda fullt ut.

Sen återstår nätagget. Har utvecklat denna sedan senaste inlägget. Kan bjuda på en bild.


Istället för att ha en konstant-ström reglerare i serie med en konstant-spänning reglerare så har jag enbart en konstant-spänning med en transistor som current limit. Shunten på 75mΩ ger ett spänningsfall över transistorn Q3 som börjar leda vid 8-9A. Enligt simulation så fungerar det väldigt bra trots stora spänningsspikar, induktanser m.m.
(På bilden är op-ampen märkt LT1001, denna ska egentligen vara en: OPA547T)
Funderar även på att lägga till en temp-shutdown så att 2n3055-transistorerna inte brinner upp. Som värst måste de göra av med ca 80W var.

[Rocky_AL]

Då var det äntligen dags för en update.
Ups tog en dag extra på sig att leverera komponenterna, så jag hann inte göra så mycket.
Men nu har jag äntligen fått ihop en balanserare. Har testat den lite (dock utan batterier) och den verkar fungera i princip. Det har varit en del problem. Optokopplaren börjar lysa lite för tidigt. Den börjar lysa redan vid ca 1.1V. Typ-värdet är på 1.2V. Så jag blev tvungen att ändra värde på en resistor. Ett annat problem är att den gröna lysdioden kräver 2.1V för att lysa, vilket är ganska mycket. Så när en cell är i full by-pass så lyser den gröna ganska svagt.

En god nyhet är att optokopplarna efter lite modifikationer ger signal vid 4.200V (de som har testats). Bättre kan det knappast bli.
Kan bjuda på lite bilder också.


Nu är jag trött på att löda...

Nästa steg är att bygga nätagget och logiken som kopplar in/ur laddaren.

[Rocky_AL]

Jahapp då var det update igen (efter nästan en månad... )
Kan börja med att bjuda på lite bilder:


Det har varit en hel del motgångar måste jag säga, men det verkar komma ihop nu äntligen. Trotts detta så ligger jag lång ifrån att vara färdig
Det här är ju bara batterihanteringen, det var visst något om el-cykel också.....
Idag har jag suttit och svurit åt spänningsregleraren. Efter ett antal timmar insåg jag att jag satt alla småsignal-transistorer åt fel håll. Tydligen var pin-outen tvärtom i eagle.
Men nu fungerar den prima. Har inte testat cmos delen men den bör fungera.

[Fagge]

Gött, då är det snart dags för premiär laddningen?.
Eller är den redan utförd?.
Följer tråden med spänning…

[Rocky_AL]

I förrgår prövade jag att belasta lite mer (ca 2A) och det gick minsann åt skogen helt. Det blev lite magisk rök från kortet och spänningen blev helt oreglerad.
Så hela gårdagen gick till att felsöka. Första tanken var att op-ampen hade brunnit, för det var ungefär där röken kom ifrån. I hopp om att det inte var den som brunnit (den kostade nästan 200:- ) så fräste jag bort ledningen från utgången till transistorerna. Till min stora förvåning så fick jag ändå spänning på utgången. Nästa steg blev att löda bort småsignal-transistorerna i darlington-paret. Denna gång fick jag ett förväntat resultat, spänningen på utgången blev noll.

Tillslut visade det sig att en sladd hade lossnat från den stora transistorn i darlington-paret. Så småsignalerna fick ström till sin kollektor som vanligtvis skulle förstärkas av de stora transistorerna, men eftersom dessa inte hade någon ström till sin kollektor så blev utgångsströmmen väldigt liten. Det ledde till många volt skillnad till op-ampen som därför mosade ut allt den orkade för att försöka få upp spänningen. Med lite beräkningar kom jag fram till att småsignals-transistorerna utsattes för ungefär 50W. Databladet säger max 0.5W.

Dessvärre inser jag nu att även vid korrekt förstärkning så måste de tåla ca 5W var under de sämsta förhållandena. Så jag måste hitta nya mer effekttåliga grejer, några förslag?

[bearing]

FETar?

[Rocky_AL]

hmm. FETar hade jag glömt. Men de måste ha samma pin-out som de gamla transistorerna. Fördelen är ju förstås att i princip ingen ström går genom op-ampen, så den blir mycket svalare.

[Rocky_AL]

Nu har jag äntligen fått ihop ett fungerande lvc-kort. tredje försöket blev korrekt.
Såhär fint blev det:


Passade även på att göra en adapter till batterierna när jag etsade mönsterkortet.


Nu måste jag bara löda fast de nya transistorerna (det fick bli FETar) till batteriladdaren, sen kan jag förhoppningsvis ladda mina batterier för första gången.

[Fagge]

Har det gjorts några framsteg sen sist?

På schemat några inlägg upp…
Av vilken anledning har du en spänningsdelare till optokopplarens Anod?. Hade det inte bara räckt med en resistor i serie med optokopplarens diod som strömbegränsare?.

Det ser ut att vara många komponenter på dit LVC kort.
Eller har du fler funktioner på det kortet?. Schema?.

Jag är inne på att bygga LVCn kring schemat nedan, & sen försöka vikta resistorerna så att tomgångs strömmen blir så liten som möjligt…
Ett annat alternativ vore helt enkelt att sätta små reläer till varje LVC-krets, som styrs av cykelns ”tändnings lås” & helt enkelt kopplar bort LVCn när cykeln är avstängd.
Då slipper man även vara orolig över att LVCn laddar ur & dödar den ”svaga cellen”, eftersom LVCn bränner lyse i optokopplaren då batterispänningen har sjunkit till den kritiska nivån.

Schemat uppdaterat, & kretsen drar nu 0,25mA vid 3,2V och 0,1mA vid 2,6V cell spänning.

[Rocky_AL]

Det har gjorts en del framsteg. Men motgångarna har varit desto fler
Jag har gjort så många ändringar och tillägg till min laddare att den är en rejäl skräphög som jag inte litar det minsta på.
Dock så utför den sitt jobb, så jag har faktiskt lyckats ladda mina batterier för första gången.
egentligen så skulle jag vilja börja om från start igen och bygga ett switchat nätagg. Min nuvarande laddare är linjär och bränner bort något i stil med 100W när batterierna laddas med 200W

Balanseraren är inte bättre precis, den blir stekhet och funkar halvtaskigt. Visst när jag avbröt laddningen (efter 10h...) så hade cellerna en spänning som varierade mellan 4.15V ~ 4.17V.
Dock så ville inte första och sista cellen aktivera sin shunt så de kom upp i 4.18V där de stannade trotts den extrema laddningstiden. Av någon anledning så börjar deras shuntar dra senare än de övriga cellerna. Hela kortet är sjukt instabilt faktiskt, det räcker mad att man håller handen några cm ifrån kortet så sabbas balanseringen. Om alla celler har börjat shunta och man håller ett finger i närheten av en cells referensdiod så sjunker referensspänningen avsevärt för den cellen samtidigt som den höjs för de övriga cellerna.

Men det största problemet med balanseringskretsen är optokopplarna. jag valde referensdioder med ett fel på 0.5% för att jag trodde att cellerna skulle få en bättre balansering, men det förstörs helt av optokopplarna. Shunten börjar leda vid en väldigt precis spänning och detta skapar ett spänningsfall över shuntresistorn. Sedan ska optokopplaren börja leda då shunten leder fullt ut. Dvs spänningsfallet är på ca 3.5V. Då kan det verka som att det är väldigt lätt att beräkna rätt resistans som måste sitta i serie med optokopplaren. Problemet är att optokopplarens transistordel inte börjar leda plötsligt, utan lysdioden kommer att börja lysa allt mer då spänningsfallet över shunten ökar långsamt. Transistordelen kommer därför att öka spänningen till grindlogiken långsamt. Det är inte digitalt och därmed inte alls bra. Vilket värde jag har som pull-down till grindlogiken kan förändra balanseringen avsevärt. Jag har ingen aning om hur originallösningen fixade detta, men om man har precis rätt värden så kan det funka trotts detta. Men det är inge vidare pålitligt.

Anledningen till spänningsdelaren till optokopplaren vet jag inte faktiskt, men den fanns med i originalet så jag tänkte att den kanske hade någon funktion. Troligen så fanns spänningsdelaren med för att slippa ha ett eget värde i serie med optokopplaren (alla resistorer är på 100Ω).

Mitt LVC kort är jag inte så stolt över, men det funkar felfritt och ger signal om någon cell understiger ca 3.11V. Eftersom detta var version 4 så jag använde troligen fler komponenter än jag borde. Det har dock i efterhand visat sig att alla utom den första versionen hade fungerat, problemet var att jag köpte komparatorer istället för op-ampar och komparatorer klarar inte av att driva en lysdiod.

LVCn drar några mA (optokopplarna är de stora bovarna). Notera dock att hela kortet arbetar med negerad logik, dvs optokopplarna lyser tills spänningen sjunkit för lågt. Så när en cell har för låg spänning så drar den i princip ingen ström alls (under 1mA).
Schema:


Din lösning verkar enkel men jag förstår inte riktigt hur T1/T2 fungerar, kommer inte T2 alltid att leda eftersom den är kopplad till gnd via en resistor?

[Fagge]

Ojdå, här var det mycket info…
Märkligt att kretsen är så ostabil.
Det låter som att den stör sig själv!. När transistorn switchar så fluktuerar spänningen kanske några få mV i ledningarna & det räcker för att rubba den känsliga Zener kretsen. Testa att placera ut avstörnings kondensatorer lite här & där kanske?.

Okej, du låter optokopplarna att lysa så länge batterierna är ok.
Det låter ju hälsosamt, så inte cellerna överurladdas & skadas av själva LVCn.
Men det är ju samtidigt lite slösaktigt att bränna lyse i optokopplarna (flera mA) bara för att indikera att cellerna är laddade. Och då hade det verkligen inte skadat med en krets som kopplade ur LVCn då batterierna inte används.

Ang min koppling…
När spänningen är över gränsvärdet 2,5V så leder T1 & då kan ju inte T2 leda, & optokopplaren förblir släckt.
Utan T2 skulle kretsen bli inventerad & optokopplaren skulle bränna lyse när batterierna är ok, så som din krets.
Jag labbade fram resistor värdena tidigare idag & fick kretsen att fungera med en strömförbrukning på ca 0,3mA (släckt opto).
Schemat uppdaterat...

För min del lutar det åt att köra med reläer som kopplar till / från LVCn.
Jag råkar ha ett större lass av modellen på bilden nedan fast 5V varianten!.
Jag kan sponsra dig med en uppsättning sådana om du vill ha!.