Konstantströmsurladdare för test av batterier

[bearing]

Jag har ett behov av att kunna ladda ur battericeller för att kontrollera deras kapacitet samt interna resistans.
Moderna LiPo-celler klarar hög ström, därför vill jag att urladdaren ska kunna belasta med flera hundra ampere.
Cellens spänning varierar under urladdningsförloppet. Det gör att belastningen inte kan vara ett motstånd eftersom
att strömmen då varierar med spänningen. Planen är att använda ett flertal parallellkopplade NMOS som last.
Strömmen känns av genom ett litet shuntmotstånd.

Spontana krav:
*Urladdningsström: 1 - 200 A
-Strömnoggrannhet: 5%
-Repeterbarhet: 1%
*Batterispänning: 0.5 - 4.5 V
-Spänningsnoggrannhet: 1%
-Fyrtrådsmätning.
*Avstängning av urladdning vid spänningsgräns.
*Datorkommunikation för styrning, schemaläggning och loggning.
*Materialkostnad: <1000 kr.

Med nuvarande krav kommer runt 800W värme behöva kylas bort.
Min tanke är att använda en stor kylfläns eller vattenkylning.

Första schemat:


Jag uppskattar tips på hur fyrtrådsmätningen ska lösas och hur schemat kan förbättras.

[saxofon]

Lite synd att bränna bort en massa energi i dessa miljöhänsynstagande tidevarv, lite förbättring förslag:

* PWM'a ett gäng lampor, kan ju vara belysningen i labbet. Då ser alla grannar klart och tydligt när bearing testar batterier :-D

* Koppla in dig på varmvatten-beredaren. När du har många batterier att testa kan du ju passa på att värma poolen också...

[limpan4all]

Jag har också haft funderingar på en urladdningskrets för batterier.
Det jag kom fram till efter en hel del funderingar var följande.
Det finns ingen anledning att köra konstant ström det blir bara jobbigt
Det är bättre att mäta ström och spänning NOGA (16bit A/D) och sen ha ett bra fast motstånd som inte varierar med temperaturen, sen reda ut allt annat i mjukvaran.
Då blir det ingen reglerloop som ställer till mätningarna utan bara två spänningar som skall mätas noggrant.
Men med 4V och 100A så hamnar man ju på ett lastmotstånd på 40mOhm då borde sensemotståndet vara i storleksordningen 1mOhm max.

[Andy]

Vilken typ av LiPos's är det frågan om som behöver belastas med 200A, jag antar att anslutningarna är 25 mm2 kabel.

[grym]

jag har kört med simpel strömgenerator och det funkar bra

det finns en eextrafunktion med jag vill prova, att lägga på en ac signal till drivningen av konstantströmsgeneratorn och då få exemepelvis 10 A urladdningsström och ha en 50 hz funktion på den så strömmen varierar med 1 A frän det medlet, då kan man mäta den inre resistansen på batteriet lätt genom att samtidigt mäta acspänningen över batteripolerna

[bearing]

Cellerna jag tänkt prova har kapaciteten 5Ah och klarar 20C kontinuerligt samt 40C under kort tid.

När lusten kommer ska jag testa konceptet med låg ström på enklare batterier.

saxofon:
=) roliga förslag. Nu är det så att jag varken har ett laboratorium, vattenpanna eller pool, så det går inte =D. (Puh, skönt att slippa konstruera en sån grej.)

limpan4all:
Jag har velat fram och tillbaka mellan att använda konstant resistans och konstant ström. Effektmotstånd är dyra, jag tror det blir billigare att köpa FET:ar som tål 800W än motstånd.

andy:
Vid 20C räcker batterierna bara 3 minuter, så det gör inte så mycket om det blir större förluster i kablarna än vad som annars anses lämpligt.

grym:
Hur gjorde du strömgeneratorn?
Jag har tänkt mäta DC-resistansen genom att helt enkelt jämföra spänningsfallen vid olika strömmar.

[grym]

jag gjorde som du ritat i början, men med en op och med fyra diggitala utgångar från datorn som valde 15 + 0 läge på strömmen

fördelen med en viss "ac" variation på strömmen är att det är lätt att mäta och man inte behöver slå av och på strömmen hela tiden

[Andy]

"
Vid 20C räcker batterierna bara 3 minuter, så det gör inte så mycket om det blir större förluster i kablarna än vad som annars anses lämpligt."

3 min det tar 5 sek att starta en bil (ca 50 - 100A) För mig låter det som att göra ett par startkablar till en bil av 1,5mm2 kabel!

[LaRdA]

"Jag har velat fram och tillbaka mellan att använda konstant resistans och konstant ström. Effektmotstånd är dyra, jag tror det blir billigare att köpa FET:ar som tål 800W än motstånd."

Fast du måste ändå kyla dina fettar så dom inte släpper ut den magiska röken , och en kylfläns som klarar att kyla bort 800w är inte helt billig den heller.

[grym]

lågohmiga högeffektsmotstånd motstånd kan var billiga, remsor av rostfriplåt fungerar nästan perfekt, om dom inte blir för varma , dom ändrar motstånd mer än köpemotstånd , men man kan ju göra dom större utan problem

[bearing]

3 min det tar 5 sek att starta en bil (ca 50 - 100A) För mig låter det som att göra ett par startkablar till en bil av 1,5mm2 kabel!

Jag har räknat lite och kommit fram till att du har rätt i att det behövs grova kablar.

Med antagandet att kabeln inte kyls av luften alls, utan att all energi lagras som värme i kabeln, samt att resistiviteten hos koppar inte ökar med temperaturen, kom jag lustigt nog fram till samma area som du föreslog. Jag räknade att kabelns temperatur fick öka 30 Kelvin. 5Ah-celler som urladdas med 40C kräver då ungefär 25 mm². Om de urladdas med 20C stiger temperaturen ungefär 15 kelvin.

Med kabelarean 1.5 mm² ökar temperaturen 110 K på fem sekunder vid 100A. (1.5 mm²-kabel med högtemperaturlack skulle alltså kunna användas som startkabel .)

Här är formeln för tempökningen: (konstanten 200 är avrundad)

Kod: Markera allt

dT = I²/A² * t/200 
I - [A]
A - [mm²]
t - [s]
dT - [K]

Formeln för arean som krävs för max 30 K ökning med 5 Ah-cell: (konstanten 4 är avrundad)

Kod: Markera allt

A = 4 * sqrt(r)
A - [mm²]
r - "antalet C"

[saxofon]

Najsigt med formler också! Sådana här trådar lär man ju sig saker på också

Jag har tjock kabel liggandes i källarförrådet, lite gammalt skrot som jag slet ur förra båten innan den förseddes med ny fin kabel
Ca 2 m svart kabel, kommer inte på riktigt hur tjock den är men skulle tro tillräcklig.
Kan kolla när jag kommer hem ikväll. Säg till ifall du vill ha.

[Andy]

bearing>

Det där var ”överkurs matte” (åtminstone för mig) men det är säkert helt korrekt. Det som fortfarande är ett problem är startkablar av 1,5mm2 kabel, det faller på längden för att resistansen gör att det blir inte mycket spänning kvar vid 100A med normallånga startkablar!

Lite OT, sorry!

[saxofon]

tja fast mina kablar är inga startkablar... de har en area av 45mm2 eller nåt sånt, kommer inte ihåg riktigt exakt.

[mrfrenzy]

Jag tycker absolut man ska se till att räkna med fast ström, det är ju det som avses i alla datablad och visas i alla andra tester (kika på CPF för bra exempel gjorda med kommersiella batteritestare).

Här kan man räkna på olika kabeldimensioner och se vad dom klarar för ström utan att överskrida spec.