Стенд для исследования АКБ на базе ПЛК

[Кass]

Сейчас подумал, что если импульсы в заряде, и ассинхронный заряд, когда импульсы заряда перемежаются с импульсами разряда, имеют положительный эффект в десульфатации, то может быть импульсный разряд даст тоже интересный эффект. Ведь такого исследования никто не проводил. Ну к примеру тот же асинхронный разряд, когда перемежаются импульсы, но разряда больше чем заряда. Будет от этого какой то эффект или нет? Ведь никто не пробовал.

Тут ведь такое дело: эффект от разряда максимум может сказаться на зарядных характеристиках. А ищут обычно эффект, который скажется на характеристиках разряда АКБ.
Ну, и АКБ - хоть и обратимая система, но не симметричная.

Ну проверять реакцию на импульсный разряд можно по графикам заряда после такого разряда. Я жедля этого вывел и скорость и вторую производную. Вместе сможем наблюдать эффект. Если интерес будет массовым, я могу вывести все это дело на веб СКАДу и даль всем гостевой доступ, что бы все могли видеть в онлайне и всю историю, что и когда происходило, строить графики и отчеты. Хотя может быть кому то дадим доступ с возможностью онлайн менять параметры и управлять процессом. Но это интересно будет лишь тем, кого интересует техническая сторона, кто теоретически подкован.

Кстати на автомобиле аккумуляторы заряжаются CV, и при этом если автомобиль постоянно ездит, аккумуляторы служат по 7-8 лет. А вот в упсах 2-3 года. Почему?

Автомобиль обычно круглосуточно не ездит. Читал в каком-то обзоре, что в Европе перевели парк такси на VRLA батареи, потому что средний срок службы наливных АКБ был около года.

Не думаю, что там проблемы в том, что аккумуляторы наливные. На мой взгляд они более живучие. По крайней мере у нас в такси аккумуляторы не меняют вообще. Машина служит 5 лет, после чего ее продают. И при этом аккумулятор никто не меняет. У меня товарищ в лизинг на таксопарки машины сотнями отпускает. Не актуальна там заменат АКБ. По окончании лизинга машина продается по остаточной стоимости с оригинальным аккумулятором.

[Кass]

Смотрите какой интересный график сейчас вечером:

[ИС-Х]

Контролируется изменение напряжения на АКБ.

Ясно

Там в алгоритме стоят компараторы с переменным гистерезисом, которые переключают режимы и обеспечивают качели.

Примерно ясно. Переменным в смысле он меняется в динамике самой программой? По какому закону?

Потом сам заряд идет по ШИМу, где скважность задается функцией по нескольким точкам.

Ничего не ясно.
Ваш ШИМ для управления средним током или для управлением паузами ?
Вижу, у вас там продолжительность импульсов и пауз меняется - по какому критерию? Что является аргументом, а что функцией?
Пример: пауза обрывается при падении скорости спада до Х мВ/сек (замедления)
Или: длина импульса зависит от Y по такой формуле....
Где конкретика?

[Кass]

Потом сам заряд идет по ШИМу, где скважность задается функцией по нескольким точкам.

Ничего не ясно.
Ваш ШИМ для управления средним током или для управлением паузами ?

Пока нет. Я не подключал пока выход, где регулируется ток. Пока длительность импульсов управляется только по функции напряжения на АКБ. Фильтр, с замораживанием выхода рисует график напряжения при заряде, и меннопо этому значению регулируется ШИМ.

Вижу, у вас там продолжительность импульсов и пауз меняется - по какому критерию? Что является аргументом, а что функцией?
Пример: пауза обрывается при падении скорости спада до Х мВ/сек (замедления)
Или: длина импульса зависит от Y по такой формуле....
Где конкретика?

Есть кривая функция от напряжения, которая и задает заполнение в ШИМ. Все параметры изменяетмы онлайн из консоли. Сейчас стоит так: до 12.8В заполнение 95%, при длительности 60 сек. От 12.8 до 14.4 заполнение меняется от 95% до 20%. Выше 14.4 переходит в 3-й режим, добивки. Там есть выбор, либо качели с указанием порогов, либо моргалка с указанием периода и запонения.


Вот параметры:



Вот суть алгоритма на FBD:



Как можно увидеть, на DO1 выход ШИМ как для заряда, так и для разряда. Но я пока его не подключил. Пока для заряа исполульзуется и скоммутирован DO4.

[ИС-Х]

То есть, череду импульсов и пауз в единицы и десятки секунд вы все равно называете ШИМом?
И в то же время будет задействован нормальный быстрый ШИМ для изменения тока?
Вас трудно понять в окружении стольких ШИМов...

[serggio]

Я тоже нихрена не понял...
Обычно ШИМ или PWM понимается как параметр регулировки средней составляющей.
Импульмы 1-100 Гц которые во всех исследованиях импульсного заряда (конечной стадии заряда АКБ) признаны наиболее эффективными для импульсного заряда АКБ это не далеко не ШИМ, это просто череда импульсов пульсирующего тока. CF=1, DC=0,5.
Чего там еще изобретать?

[Кass]

То есть, череду импульсов и пауз в единицы и десятки секунд вы все равно называете ШИМом?
И в то же время будет задействован нормальный быстрый ШИМ для изменения тока?
Вас трудно понять в окружении стольких ШИМов...

ШИМ - это широтно-импульсная модуляция. Вне зависимости от частот и длительностей. У меня ВЧ ШИМ для регулирования тока, который сейчас еще просто не подключен, но есть в алгоритме, и НЧ ШИМ для реализации пауз в секунды. Просто регулирующее воздействие разное. Для ВЧ ШИМа воздействием является значение тока, а для НЧ ШИМа воздействием является напряжение.

[Кass]

Я тоже нихрена не понял...
Обычно ШИМ или PWM понимается как параметр регулировки средней составляющей.
Импульмы 1-100 Гц которые во всех исследованиях импульсного заряда (конечной стадии заряда АКБ) признаны наиболее эффективными для импульсного заряда АКБ это не далеко не ШИМ, это просто череда импульсов пульсирующего тока. CF=1, DC=0,5.
Чего там еще изобретать?

Просто импульсы у меня реализованы в Режиме 3, если включить "Моралку". Там можно установить отдельно период и заполнение. По-умолчанию там качели. Ща скрины выложу.
Добавлено 16 Июнь 2017 в 23:13
Вот вкладка настройки Режима 3:



Тут по-умолчанию настраиваются пороги качелей. Но тут же можно включить банальную моргалку. Вот вкладка настройки ее режимов:



Выставляем период и заполнение и после включения режима 3 оно долбит этими импульсами.

[Дм.]

Ну проверять реакцию на импульсный разряд можно по графикам заряда после такого разряда. Я жедля этого вывел и скорость и вторую производную. Вместе сможем наблюдать эффект.

Ещё раз: условия разряда влияют на характеристики формирования кристаллов сульфата свинца. Во время заряда весь этот сульфат свинца будет преобразован обратно в свинец и диоксид свинца. И на разрядные свойства АКБ окажет влияние то, как формировались свинец и диоксид свинца. Последнее зависит в первую очередь от условий заряда и в последнюю от того, какие кристаллы сульфата послужили "рудой".

Не думаю, что там проблемы в том, что аккумуляторы наливные. На мой взгляд они более живучие. По крайней мере у нас в такси аккумуляторы не меняют вообще. Машина служит 5 лет, после чего ее продают. И при этом аккумулятор никто не меняет. У меня товарищ в лизинг на таксопарки машины сотнями отпускает. Не актуальна там заменат АКБ. По окончании лизинга машина продается по остаточной стоимости с оригинальным аккумулятором.

смотрим сборник "Valve-regulated Lead–Acid Batteries" 2004 ELSEVIER, страница 410:

The service-life of a conventional flooded battery under the harsh operating
scheme in taxis, i.e., extended periods of standstill with lights and other equipment
switched on, is only 6–12 months in Europe. In high-temperature climates, this may
be even shorter. Taxi operation generates much more cycling of the battery than
is found for the same type of car in private use, and this results in a tremendous
reduction in battery life. Field tests with AGM batteries have shown an extension
of taxi-duty life by a factor of 2–3 over flooded batteries. Therefore, a major
European manufacturer has equipped all new taxis with AGM batteries since 2001.

[Кass]

[user]Дм.[/user], ради продаж они могут там написать все что угодно. Вот если бы они увеличили гарантийный срок в 3 раза, вместо 2 лет до 6, то я бы поверил. А когда они дают точно такой же гарантийный срок, или зачастую гораздо меньше, то я смотрю на такие вещи весьма скептически. Пока же в момей практике AGM служили меньше, ибо гораздо хуже восстанавливались. Поэтому и на старт/стоп отказались от AGM, ибо они не тянут такие тяжелые условия эксплуатации. вернулись к наливыным, но что что бы не краснеть за написанное ранее, назвали их улучшенными наливными, и вернули пробки.

[Кass]

В общем есть такая мысль сделать автоматический заряд и КТЦ по следующему критерию:

1. Сделать входной параметр как емкость аккумулятора, из которого будет вычисляться параметры заряда и разряда.

2. Так как емкость аккумулятора известна, и залитая емкость считается, принять что до касания 14.4В аккумулятор берет 70% емкости (параметр настраиваемый), и далее известно, что на добивку нужно оставить еще 30%. После чего, если емкость значительно меньше введенной, запускается КТЦ.

3. По окончанию разряда с добивкой до установленного порога начинается заряд. Если витоге емкость увеличилась более определенного порога (к примеру 1%), то следует новый КТЦ.

4. В каждом КТЦ замеряется емкость залитая и слитая и делается вывод о новом КТЦ. Если емкость перестает расти, то КТЦ прекращаются и аккумулятор переходит в режим хранение с качелями с низким порогом, 12.7-12.8В.

Посмотрев видео с переполюсовками аккумуляторов, подумал, может быть сделать автоматический КТЦ в переполюсовкой туда и обратно? Кто что думает по этому поводу? Труп для эксперимента у меня есть. Можно провести опыт.

[Кass]

Подключил сегодня выход с ШИМом. Пока отключил автоматическое регулирование, и подавал процент заполнения вручную из консоли. В общем при периоде в 6 мс реакция аккумулятора есть.



Из-за того, что период меньше цикла контроллера, возникает проблема по замеру тока по падению на фете. Пока не знаю как использовать такой режим.

[UriBas]

1. Сделать входной параметр как емкость аккумулятора, из которого будет вычисляться параметры заряда и разряда.

В принципе нормально, но не достаточно.. все равно нужен тест (отдельный вопрос), в результате которого ЗУ подбирает оптимальный ток и режим- так делают почти все умные ЗУ, потому что пользователь как правило не в курсе, какое состояние АКБ.

2. Так как емкость аккумулятора известна, и залитая емкость считается, принять что до касания 14.4В аккумулятор берет 70% емкости (параметр настраиваемый), и далее известно, что на добивку нужно оставить еще 30%. После чего, если емкость значительно меньше введенной, запускается КТЦ.

Решение делать КТЦ должно быть за пользователем, потому что изначально емкость не известна, может АКБ уже частично заряжен и его надо только подзарядить..  Если введен режим "лечение" или "заряд с КТЦ" тогда да.. решение за программой ЗУ.

4. В каждом КТЦ замеряется емкость залитая и слитая и делается вывод о новом КТЦ. Если емкость перестает расти, то КТЦ прекращаются и аккумулятор переходит в режим хранение с качелями с низким порогом, 12.7-12.8В. 

Еще можно нижний порог в качелях делать по скорости спада напряжения..  к примеру от 2мВ/сек или 0,1В/минуту. На мой взгляд это лучше, так пороги могут сильно меняться от состояния АКБ. 

Посмотрев видео с переполюсовками аккумуляторов, подумал, может быть сделать автоматический КТЦ в переполюсовкой туда и обратно? Кто что думает по этому поводу? Труп для эксперимента у меня есть. Можно провести опыт.

Была и у меня такая же мысль - сделать режим переполюсовки для уже безнадежных АКБ или когда необходимо вернуть к жизни любой ценой.  По видео переписал алгоритм
ВИДЕО

Спойлер

https://www.youtube.com/watch?v=qIQfvk5j7C8

АЛГОРИТМ ДЕЙСТВИЙ

Спойлер

ПРИБОРЫ
1. Ваттметр (60В 100А)
2. Неплохой тестер.
3. Лабораторный блок питания 30В,  5А (или больше)
4. ЗУ  Imax В6  (кипятильник с током заряда не более 2-3А для 12В)
НАГРУЗКИ
1.  стартер авто (до 300 - 500А)
2.  Галогенка 12В 50Вт (4А)
3. Автомобильная лампочка дальнего света (более 10А ток)
                            АЛГОРИТМ действий следующий:
1. Контрольный замер начального НРЦ = 5,5В
2. Контроль под нагрузкой 10 и 4А  V = 0
3. Проба заряд 14,6 V  ток всего 0,1А при 30V  ток = 0,4А
ИТОГО -  АКБ заряд практически не берет и ток не держит..  типичный дохляк.
  ПЕРВАЯ ПЕРЕПОЛЮСОВКА
1. Заряд обратной полярностью -  начальными 30V ток 1А,  через несколько минут ток вырос до 2,5А (!) Заряд длился до 12,1В при этом ток заряда стал падать (!).. и на этом заряд обратной полярностью был закончен.
2. Заряд нормальной полярностью  - Сразу ток заряда поднялся до 1А (был 0,1А - 0,4А)  при 30V  .. и через несколько минут опять заряд обратной полярностью
Итог - есть небольшой сдвиг.. но еще очень небольшой.
  ВТОРАЯ ПЕРЕПОЛЮСОВКА
1. Заряд обратной полярностью ..  ток заметно вырос до 3,14А  (напр. держится на уровне 30В) при просмотре видны кристаллы сульфаты. затем как и в первый раз ток стал падать, на этом и прекратил заряд обр. пол.
2.  Заряд нормальной полярностью - сразу ток 1,2А (есть сдвиг!) напр. = 30В
                                                                .. через 10 минут ток вырос до 4А (!) напр 17В..
                                                                ..  через 2часа напр упало до 15-14В, т.е.  стало входить в норму (!) (общий заряд примерно 8Ач)
                                                             Далее АКБ заряжался Аймаксом В6 током 2А .. до 14,3В и взял еще 22Ач
3. ПРОВЕРКА НА НАГРУЗКУ - СТАРТЕР МАШИНЫ  НРЦ = 12,8В  под нагрузкой упало до 8,49В..  неплохо для трупа! СТАРТЕР КРУТИТ ДВИГАТЕЛЬ!  НРЦ после минуты отстоя = 12,3В
4. КОНТРОЛЬНЫЙ РАЗРЯД  на лампе до 11,3В с током = 4А (или 10А) дал 20Ач (!!)
5. Снова заряд нормальной полярностью до 14,3В
6. КОНТРОЛЬНЫЙ РАЗРЯД  до 10,8В уже дал 29Ач !
Итог - виден существенный результат!  Если бы даже оставался таким, это уже было бы хорошо.  (использованный ваттметр тоже есть у меня, он не отличается точностью.. но все равно, +-2А тут ничего не решит, явно есть прогресс)

ТРЕТЬЯ ПЕРЕПОЛЮСОВКА (последняя)
1. Заряд обратной полярностью 12 часов до 12,1В
2. Разряд до нуля
3. Заряд нормальной полярностью   и сразу ток 3,9А при 1,5В.. (!)  (Обычно в таких случаях, при поднятии с нуля, напр быстро взлетает вверх до 10,8В при малом токе)  Также уже в конце, даже при 14,3В ток еще держался около 0,9А.. что оч. неплохо.
4. КОНТРОЛЬНЫЙ РАЗРЯД током разряда = 4-10А до 11В  дал 41Ач !!  ПЛОТНОСТЬ пришла в норму!

Несмотря на примитивный заряд - "кипятильниками",   да еще малыми токами заряда, с втыканием отвертки в пластины и в общем-то не совсем точным ваттметром, результат впечатляющий!   АКБ прошел испытание через стартер и это еще когда не полностью был восстановлен! (только после второй переполюсовки) Емкость поднялась на уровень возраста года - полтора..  Затрачено на восстановление всего два-три дня..   Только факты и ничего более.

[Кass]

1. Тест то можно сделать, если в этом есть необходимость. Но я думаю, что заряд и лечение нужно разделать. Я уже не раз писал об этом. Если мне нужно просто зярядить аккумулятор, я просто подключаю его, жму пуск и все. Если же меня интересует лечение, то для этого у меня есть Пуск КТЦ. Это видно и на скрине консоли, и на схеме. Я всегда разделяю эти понятия. Поэтому с этой точки зрения тест я всегда видел смысл делать только для лечения, а лечение без КТЦ как то не очнь представляется. А лучший тест, это замер залитой и слитой емкости. Так?

2. Разумеется запользователем. Но когда он запустил КТЦ, то либо происходит один разряд и один заряд, и далее ждем решения пользователя, как это работает у меня на старом контроллере, либо измеряем емкости и даем возможность контроллеру принимать решение. Именно об этом я и писал. Режим заряда здорового аккумулятора к этому не имеет никакого отношения.

4. Нужно будет попробовать сделать нижний порог по скорости. Для этого ее собственно и выводил.

5. Переполюсовка. Поставил на разряд в ноль трупа о 18 АЧ при рождении, в котором оставалось 4 Ач, но от импульсного заряда ему как то поплохело, напряжение упало до 11.4В, а одна банкапрактически перестала брать ток. Попробуем его переполюсовать.

[СтэпАн]

[user]Кass[/user], а почему обычную зарядку батареи БЛкой вы обозначили как лечение?

[Дм.]

думаю, что заряд и лечение нужно разделать. Я уже не раз писал об этом. ... Я всегда разделяю эти понятия.

Можете обозначить способ разделения понятий: когда требуется одно, а когда другое, - количественно или хотя бы качественно.

[Кass]

[user]Кass[/user], а почему обычную зарядку батареи БЛкой вы обозначили как лечение?

У меня нет "БЛки".

думаю, что заряд и лечение нужно разделать. Я уже не раз писал об этом. ... Я всегда разделяю эти понятия.

Можете обозначить способ разделения понятий: когда требуется одно, а когда другое, - количественно или хотя бы качественно.

К примеру я покупаю новый аккумулятор, который разумеется полностью не заряжен. Сугубо профилактически заношу домой аккумулятор от авто, который простаивает, НРЦ порядка 12.5. При подзаряде берет примерно половину емкости, вилкой держит 11.5В. В таких случаях лечение не требуется. Нужно просто зарядить аккумулятор и все.

[СтэпАн]

[user]Кass[/user], а почему обычную зарядку батареи БЛкой вы обозначили как лечение?

У меня нет "БЛки"....

изв., это другой одноклубник заявлял, что БЛ это лечебный прибор, а не зарядник; еще раз изв.