Энергоблок

[i]

1)   Какой используется блок питания для модулей зарядки, схема?

2)   Какие типы корпусов у резисторов? 1206?

1206

3)   Как регулируются верхнее и нижнее пороговые напряжения, ток отсечки?

У каждого модуля в EEPROM сидит структура:

Код Выделить Развернуть


2 -- Vf    \ напряжение максимальное разрешенное на элементе в милливольтах ( младший байт по младшему адресу)
2 -- Vh    \ напряжение высокого заряда на элементе в милливольтах ( младший байт по младшему адресу)
2 -- Ve    \ напряжение малого заряда на элементе в милливольтах ( младший байт по младшему адресу)
2 -- Vm    \ напряжение минимальное разрешенное на элементе в милливольтах ( младший байт по младшему адресу)
1 -- Th    \ температура максимальная для заряда или разряда в градусах Цельсия со знаком 
1 -- Tm    \ температура минимальная для заряда в градусах Цельсия со знаком
1 -- Tf    \ температура минимальная для разряда в градусах Цельсия со знаком

По умолчанию туда записываются пороги:

Код Выделить Развернуть


3650 constant Ufull    \ Напряжение полностью заряженного элемента (запрет заряда)
3500 constant Uhigh    \ Напряжение заряженного элемента (снять запрет заряда, если он установлен)
2700 constant Uempty   \ Напряжение разряженного элемента ( снять запрет разряда, если он установлен)
2200 constant Umin     \ Напряжение полностью разряженного элемента (запрет разряда)
40   constant Thot     \ температура горячего элемента (запрет заряда и разряда)
5    constant Tmin     \ температура холодного элемента (запрет заряда)
-20  constant Tfrost   \ температура замораживания элемента (запрет заряда и разряда)


Ток заряда никак не регулируется и не контролируется. Косвенно ток оценивается по температуре микроконтроллера, если чипу горячо, то заряд прекращается... ну и в случае, когда чип "замерз", заряд также прекращается.
Поведение Заряд-Разряд удобнее рассматривать в координатах Напряжение-Температура.

Любая точка на плоскости U-t, попадает в одну из зон на графике, каждая зона определяет, что можно делать с батареей, а что запрещено.
Например в зоне hot (перегрев) запрещено все (--), и заряд и разряд, а в зоне comfort все можно (ЗР). В зоне high разряд разрешен (Р), а заряд разрешен(З), если сюда попали из зоны  comfort, и запрещен (-) в случае прихода из зоны  ovf(перезаряд).

Сам модуль может только прекратить Заряд своей ячейки, у него есть соответствующий ключ, а вот прекратить Разряд можно только для всей батареи ключом, расположенным в commod-е. Поэтому и нужна система связи, по которой ячеечные модули "жалуются" общему модулю.

[Pulse]

[user]i[/user], здравствуйте.
Скажите, вы рисовали схему в KiCad? Почему то у меня компоненты не такие аккуратные по умолчанию, как у вас.  Вы редактировали компоненты? Тот-же контроллер, расположение выводов другое.
Изначально начал рисовать в онлайн сервисе easyeda.com, но некоторые графические изображения не стыкуются с уже установленными по размерам как у вас и схема смотрится не так красиво. И как я понял, у него нет 3D просмотра платы с компонентами.

Спойлер

[i]

Я работаю в KiCad. 3D просмотр плат у него есть, очень помогает, особенно если есть 3D модели всех компонентов.

Эта картинка получена из 3D просмотровщика, только я выключил отображение компонентов, чтобы рисунок платы был виднее.

Библиотеки компонентов (как схемных так и печатных) в последнее время регулярно меняются, видимо стараются придти к единообразию. На git есть несколько репозиториев, официальный, старый официальный, плюс некоторое количество личных.

[i]

Вот для наглядности платка с деталями.

[Pulse]

[user]i[/user], наверное стоило сначала спросить, с чего начинать вообще строить эту систему. А то я схему почти закончил, но теперь возникла куча других вопросов. Совсем забыл, что в микроконтроллер нужно программу прошить. Как это сделать? Почему с блока питания выходит 35 В, ведь если ячейки заряжаются каждая сама по себе, то нужно где-то 5 В на выходе? Блок питания можно использовать любой, где есть выход 35 В достаточный по мощности?

[i]

Если речь идет о схеме commod, то она вся питается только от одной ячейки 3,3в. Просто это ячейка расположена в середине батареи (её номер 10).
Сама плата commod используется для замыкания трех последовательных цепочек ячеек, соединяя их в одну последовательность. Поэтому на схеме "лишние" контакты (P10-P17) и проставлены напряжения батареи.
5В образуется из 3,3в с помощью преобразователя на микросхеме U4 (NCP1402). Она подключена к выводу 30В батареи и к выводу 33В, опять-же  батреи, итого ее питание всего 3,3В.
Щас попробую нарисовать....

[i]

Не повезло.
Сегодня на пути на работу, проехав примерно 1,5км, батарейка сказала: "хорош кататься, теперь меня вези".

Ситуация повторилась, только в худшем варианте.
Батарейка отключилась на полпути с работы до дачи. Дело было вечером и в дождь, т.е. было темно и сыро (фара тоже погасла). Оперативно в дороге разобраться с батареей я пока не могу, поэтому включил педальный привод и попилил...
На долго меня не хватило, решил попытаться включить батарею... О радость, включилась... Проехал пару километров  и опять темно и тихо.. Постоял пару минут, чеша в затылке, снова включил и проехал еще немного... так и пилил, то на педалях, то на батарее. Под конец батарея совсем села, не держала уже даже фару, не то что мотор.
Но я все таки, наперекор всему, добрался до дома, и не так уж сильно опоздал, заморочки с батареей заняли лишние 30 минут пути.

В тепле и свете разобрал батарею и промерял все ячейки - виновницей приключения оказалась 9-я, на ней было 2.45в. Это произошло уже второй раз, но тогда (неделю назад) я подумал, что просто вовремя не зарядил, или тупо недозарядил, поторопился.

Сегодня с утра я уже был готов педалить до работы 20+км, чтобы там заменить ячейку. Свежезаряженная батарея провезла меня только четверть пути и отключилась. Помня, что вчера она еще могла что-то выдавать после этого, я её опять включил и поехал... только тише, старался держать скорость около 25. Странно, но в таком режиме я проехал весь остаток пути... "Это намек" - подумал я.  Подъезжая к работе я рискнул прокатиться на полной скорости - и батарея тут же отключилась. "Это намек" - опять подумал я.
Приехал, подключился к компу:

Код Выделить Развернуть

Velm(01)=3266
Velm(02)=3276
Velm(03)=3239
Velm(04)=3283
Velm(05)=3272
Velm(06)=3251
Velm(07)=3287
Velm(08)=3267
Velm(09)=3281
Velm(10)=3280
Velm(11)=3292
Velm(12)=3279
Velm(13)=3294
Velm(14)=3267
Velm(15)=3282
Velm(16)=3292
Velm(17)=3297
Velm(18)=3273

09:34:14  Напряжение[18шт]=58978 mV
max(17)=3297 min(3)=3239 avg=3276
.....................................!..................... 58 mV

все ячейки имеют вменяемое напряжение..   "Чё-то до фига намеков" - подумал я.
"Вскрытие покажет"  и оно показало... что все хорошо.
Но раз уж я решил заменить 9-ю ячейку, то так и сделаю.  При разборке обратил внимание, что болт, крепящий 9-ю ячейку к плате, открутился подозрительно легко.
Вот где собака порылась! Контакт ослаб и при некотором токе, на нем падало напряжение, это видел модулю и ябедничал коммоду, а тот вырубал всю батарею. Намеки сошлись.

Вывод: зря поменял ячейку, виноват плохой контакт... Все как обычно.

P.S. Так как я проехал почти весь путь с малой скоростью (25км/ч вместо 35км/ч), то расход заметно уменьшился Qbat=4.7Ач вместо обычных 5.5- 6.5. Аэродинамика, однако.

[i]

Вот нашел свою старую презентацию по теме энергоблока. Там кратко описано и показано, что как и почему.
Может кому будет интересно.

[kor]

Вот нашел свою старую презентацию по теме энергоблока. Там кратко описано и показано, что как и почему.
Может кому будет интересно.

По схеме из презентации выходит что ток заряда ячеек никак не стабилизируется. Если например, имеется разбаланс ячеек, одна ячейка 3.5в а все остальные 4.0в то почти весь суммарный большой зарядный ток  пойдет только ей одной (как-то сглаживает этот эффект только сопротивление обмоток трансформаторов).
Возможно не все описано в вашей презентации.

[Pulse]

[user]kor[/user], тоже думал об этом. Получается, что не считая внутреннее сопротивление батарей, ток заряда ограничивается только внутренним сопротивлением источника питания.

[kor]

Возможно в первичном инверторе, который раздает переменное напряжение на трансформаторы, имеется некая схема ограничения выходного тока. Но при разбалансе ячеек этот ток распрделится неравномерно, судя по схеме из презентации.

[Pulse]

[user]kor[/user], как я понял, выходной ток ничем не ограничивается. Вся фишка этого устройства именно заряде. Он быстрый и по характеристикам близок к тому процессу, который был бы, если бы мы заряжали один аккумулятор. Разбаланс возможен только из-за разности химии батарей. Если ячейки изначально подобраны правильно по внутреннему сопротивлению, и из одной партии, то разброс в характеристиках можно свести к минимуму. Если я в чем-то не прав, многоуважаемый i, поправьте.

[kor]

Судя по схеме основного инвертора в сообщении 180, в нем нет схемы ограничения тока. Выходит ток определяется только внутренним сопротивлением элементов батареи, и активным и индуктивным сопротивлением всех трансформаторов и проводов.
  При примерно одинаковом напряжении на всех ячейках батареи разбаланс тока по ним будет минимальным. Возможно надо перед подключением батареи к энергоблоку проверить и при сильном разбалансе выровнять напряжения на ячейках, далее уже энергоблок будет поддерживать напряжения на всех элементах одинаковыми.

[Pulse]

Думаю в течении месяца закончу расстановку всех компонентов и трассировку. Но останется ещё много вопросов. Ну ничего, командировка длинная...

[kor]

Еще выходит что ток заряда будет меняться, при разряженной батарее он максимальный, и далее будет уменьшаться по мере заряда почти линейно( а может и нелинейно).

[Pulse]

[user]kor[/user], ток заряда в данном устройстве будет постоянным, на всём протяжении заряда. Пока не будет достигнуто напряжение отсечки, либо температура не достигнет максимально допустимой, той, что зашита в контроллере, так как, внутреннее сопротивление аккумулятора в процессе заряда не меняется.

[kor]

kor, ток заряда в данном устройстве будет постоянным, на всём протяжении заряда.

Кто это обеспечивает, какая часть схемы?  Пример, вы имеете источник напряжения 4в и подключили к нему батарею 3в, ток будет определяться разностью напряжений и общим внутренним сопротивлением. Если теперь напряжение батареи возрастет до 3.5в в процессе заряда, то ток уменьшится в 2 раза.

[i]

Я очень старался получить большой ток заряда и совсем не собирался его ограничивать, так как считаю это лишним и дорогим. 
Первоначально схема была и со стабилизациями и ограничениями (см. первый пост).... только нифига не работало, пищало, грелось и давало пару ампер максимум.
Потом схему упростил и с ходу получил 14А в импульсе (или 7А в среднем).
В схеме нет 

весь суммарный большой зарядный ток

, поэтому он никуда не идет. Каждая ячейка понятия не имеет, что кто-то рядом с ней тоже питается от того же источника.
Если все ячейки разряжены, то они, заряжаясь, потребляют скока могут от инвертора, а тот потребляет из сети соответственно. По мере заряда ячейки отключаются от инвертора, и в конце концов, все ячейки, зарядившись, "отсоединяются" от него и инвертор работает в холостую, потребляя миллиамперы.

Пример (из практики)
Представьте, что у вас одна единственная ячейка и ее нужно зарядить. Вы подключаете ее к блоку питания и регулярно проверяете ее напряжение и температуру, если что-то превысило максимум, отключаете ячейку. Получить большой ток заряда весьма затруднительно, а убить им ячейку еще труднее.
Если ячеек больше одной, то ничего не меняется, кроме количества блоков питания и беготни с вольметром и термометром. В энергоблоке вместо меня этой беготней занимаются (примерно 100 раз в секунду)  микропроцессоры.