Реклама: Энергоблок

Расширенный поиск      

Хочешь стать куратором любимой темы?

Не нравится реклама? Пройдите простую регистрацию на форуме и не будете видеть рекламу.

Прочитано 36292 раз

0 Пользователи и 1 Гость просматривают эту тему.

04 Июн 2011 в 11:12
Прочитано 36292 раз
Оффлайн

i

Администратор Иваново Сообщений: 3812
Начинаю новую тему. Хочу описать свой текущий проект с таким названием.
Сначала планировал начать тему после завершения проекта, но теперь передумал, решил начать сейчас, когда ещё не все проблемы решены. Получится что-то вроде блога "Как я выпендривался с батарейкой для велосипеда".
Основные идеи, что заложены в энергоблок я уже озвучивал в разное время и в разных темах, теперь просто соберу их в одном месте.
Времени пока не хватает для вдумчивого начала темы, поэтому для затравки выкладываю схему модуля контроля и заряда ячейки. Этот модуль у меня собран и даже кое-как работает...

04 Июн 2011 в 11:19
Ответ #1
Оффлайн

i

Администратор Иваново Сообщений: 3812
Предупреждение.
Так как данная тема в основном планируется как блог, то есть театр одного актера, то все посты будут рассматриваться как комментарии. Посты, что мне не понравятся по тем или иным причинам, будут вытираться без объяснения причин. Заранее извиняюсь и прошу не обижаться, это нужно что бы тема не потеряла стройность (или приобрела её).
Сообщение понравилось: Юрок 67

04 Июн 2011 в 21:09
Ответ #2

av-master

Гость Сообщений:
Может тема уместнее в электронном разделе? даже не темы, а всего подраздела. может вообще пройтись по форуму и собрать все нужное и снести в новый раздел ?

И сразу вопрос не мало ли мощности у такого блока ? или по блоку на батарею ? мы считали разные варианты, невыгодно делать многоканальники. очень невыгодно. и как ни стренно отдельные балансиры на каждую ячейку тоже невыгодно...
да. и невидно обратной связи по напряжению.

06 Июн 2011 в 10:01
Ответ #3
Оффлайн

i

Администратор Иваново Сообщений: 3812
В электронном разделе я планирую вкладывать общие части, т.е. те, которые применены для решения данной задачи, но могут пригодится и для других целей. Например проблему общения микроконтроллеров, живущих на разных энергетических этажах.
Мощность ЗУ (оно для одной ячейки) по расчетам 20Ватт, но пока более 10 выжать не удалось, да и то с отвратительным КПД (греется даже транс). Это сейчас главная проблема.
Обратной связи по напряжению и нет. Оптрон служит только для включения и выключения зарядной части. Мк следить за напряжением своей ячейки и рулит зарядником, т.е. либо включит, либо выключит. Сам зарядник стабилизируется по входному напряжению (работает даже от 50в, но это экстрим).
 

06 Июн 2011 в 10:17
Ответ #4

av-master

Гость Сообщений:
Транс неправильный имхо (дайте параметры). не знаю как Вепр, но я больше 3000 устройств на TOP248Y сделал. у Пауэра есть прекрасная программ для расчета транса и всего блока.
Обратноходовый преобразователь такой мощности подразумевает наличие обратной связи через оптрон для коррекции импульсов накачки, иначе Микросхема видит, что не может накачать выходной конденсатор до нужного напряжения и давит на всю позволеную мощность,тем самым насыщая и грея трансформатор. а если стоит оптрон, то как только напряжение достигает необходимого , открывается стабилитрон и включает оптрон. который сигнализирует микросхеме "все хватит" ... и т.д...

06 Июн 2011 в 11:18
Ответ #5
Оффлайн

i

Администратор Иваново Сообщений: 3812
Параметры транса на схеме: сердечник, материал(№87), зазор, витки, провод. Какие еще требуются?
Расчет велся тоже в проге (ViperSoft), схема стандартная с первичной стабилизацией, он следит за напряжением своего питания (15V) и рулит скважностью.
Нагрев транса получил, когда зазор уменьшил от расчётного - увеличился ток на входе (около 3А), но и греться стал, наверное насыщаю феррит. При расчётном зазоре, транс не греется, но и ток всего 1,5 ампера.
Если с випером не выйдет попробую ТОП, так что кинте ссылку на прогу.

06 Июн 2011 в 11:37
Ответ #6

av-master

Гость Сообщений:
Прога бесплатна на сайте ссылка только зарегистрироваться нужно. там и последнюю версию получите, а то у мну за 2 года устарела сильно. на сайте Design Support > PI Expert Design Software

06 Июн 2011 в 16:45
Ответ #7
Оффлайн

i

Администратор Иваново Сообщений: 3812
На фотографии габаритный макет для отладки и проверки модуля. Одна платка обслуживает две ячейки. Линейка для масштаба.
Прикидочная стоимость платки по деталям, примерно $18, что почти в три раза меньше, чем стоимость ячеек ($50 за пару). Если учесть, что ячейки по большому счёту, расходный материал :( - не очень уж слишком дорого.

15 Июн 2011 в 11:20
Ответ #8
Оффлайн

i

Администратор Иваново Сообщений: 3812
Продолжу рассказку с показкой.
В коробку для батарей моего велосипеда входят 3 свинцовых аккумулятора по 10-12Ач.
В туже коробку вошли 18 элементов LiFePo4 по 10Ач (формфактор 38120). На фотографии видно, что место ещё осталось (по длине), там же видны места для крепления модулей зарядок. Коробку пришлось доработать, срезать наплывы, выровнять дно и прочее.

15 Июн 2011 в 11:40
Ответ #9
Оффлайн

i

Администратор Иваново Сообщений: 3812
18 элементов разбиты на 3 блока по 6 штук.
Каркасные платы служат для механического крепления и электрического соединения элементов. Они изготовлены из толстого двухстороннего фольгированного стеклотекстолита. Межблочное соединение элементов сделано с помощью медных резьбовых шпилек. Шпильки самодельные из паяльных жал.
После сборки и установки двух перемычек, батарея уже способна выдавать энергию.

15 Июн 2011 в 12:29
Ответ #10
Оффлайн

i

Администратор Иваново Сообщений: 3812
Теперь о грустном.
Схема из первого поста собрана, работает, но в дело не пойдёт. Греется Viper, греется транс, греется выпрямитель, при этом ток заряда всего 3А. Заряжать элементы три часа в закрытом боксе при таком тепловыделении мне страшновато.
Viper греется из-за того, что ток в импульсе достигает полутора ампер, а внутренний транзистор имеет сопротивления канала около одного ома. Да и частота великовата, от этого большие динамические потери. Транс греется из-за почти предельной нагрузки на него и опять же динамические потери (для очистки совести проверил нагрев обмоток током, подал 4А на вторичку от блока питания - за 20 минут нагрева транса не обнаружил).
С синхронным выпрямителем ситуация интереснее, микросхема греется от частого перезаряда емкости затвора транзистора большими токами, а сам транзистор греется из-за странной формы выходного тока обратноходового импульсника при работе на аккумулятор.
Аккумуляторный элемент я симулировал большой ёмкостью (1000мкф) и малым сопротивлением (1ом 10Вт). Осциллограф показал, что форма тока в элемент имеет колебательную форму, сразу после отсечки идёт большой импульс тока - синхронный выпрямитель открывается, потом ток спадает - синхронник закрывается, но ток потом опять нарастает, но синхронник уже не включается (он ждёт обратную полярность входного импульса, т.е. когда транс опять начнет накопление энергии) и этот ток идёт уже только через диод закрытого транзистора, грея его. Диод шотки в такой ситуации ведёт себя гораздо адекватнее, но греется ничуть не хуже.
Терпения и энтузиазм закончилось когда Viper-ы стали вылетать "от косого взгляда". Подключение щупа осциллографа (или мультиметра)  к работающей схеме, видимо сбивало синхронник с толку и Viper героически сдыхал, никакие встроенные защиты ему не помогли.
После похорон 5-го випера, я сразу понял "это намёк", и решил поискать решение своей проблемы в стороне двухтактных преобразователей, благо был в своё время успешный опыт.

15 Июн 2011 в 13:43
Ответ #11
Оффлайн

i

Администратор Иваново Сообщений: 3812
На скорую руку собрал макет двухтактной схемы. Так как жаба не позволяет применять два синхронных выпрямителя на одну ячейку, я решил посмотреть как себя поведёт двухтактник при несимметричной нагрузке. Для защиты трансформатора от одностороннего намагничивания введён конденсатор С1, малой ёмкости.

Сходу удалось получить 3А на выходе, причём ни транзисторы, ни микросхемы не перегрелись. Нагрев трансформатора так же заметно снизился.
Заметил интересный момент,  транзисторы VT1 и VT2 холодные, но в зависимости от фазности включения обмоток, один из них чуть теплее.
Получился прямоход.
Дальнейшие размышления привели к мысли, что раз у меня на одной платке живут два зарядника для для двух ячеек, то почему бы не использовать один трансформатор на обе ячейки...

02 Июл 2011 в 15:18
Ответ #12
Онлайн

ruma

ЭЧ, электротранспорт в крови DYATKOVO Сообщений: 438
18 элементов разбиты на 3 блока по 6 штук.
Каркасные платы служат для механического крепления и электрического соединения элементов. Они изготовлены из толстого двухстороннего фольгированного стеклотекстолита. Межблочное соединение элементов сделано с помощью медных резьбовых шпилек. Шпильки самодельные из паяльных жал.
После сборки и установки двух перемычек, батарея уже способна выдавать энергию.

Скажите пожалйста размер каркасных плат.У меня тоже похожий корпус только батареи 38140

03 Июл 2011 в 17:36
Ответ #13
Оффлайн

xaoyag

Сообщений: 2352
Ваиперы многие ругали, цена хорошая а вот качество, увы, да и подводят они часто. Хочу кое что уточнить для себя. Я так понимаю что по вашей схемме каждая пара лиферных батареек заряжается своим зарядным включенным в 220 вольт который работает независимо от остальных. Поправьте если не правильно понял.

06 Июл 2011 в 15:23
Ответ #14
Оффлайн

i

Администратор Иваново Сообщений: 3812
Скажите пожалйста размер каркасных плат.У меня тоже похожий корпус только батареи 38140
102х102мм

06 Июл 2011 в 15:36
Ответ #15
Оффлайн

i

Администратор Иваново Сообщений: 3812
..каждая пара лиферных батареек заряжается своим зарядным включенным в 220 вольт который работает независимо от остальных. ..
Пока ещё точно не определился. Имею два варианта:
а) вход 220V ->мост+фильтр -> инвертор без трансформатора->9плат с трансами и выпрямителями, каждая на свою пару;
б) вход 220V ->мост+фильтр -> 9плат с инверторами, каждая на свою пару;
Сначала попробую вариант А как более дешевый, если не понравится поведение трансформаторов на длинном проводе - перейду к плану Б.

26 Ноя 2011 в 10:32
Ответ #16
Оффлайн

i

Администратор Иваново Сообщений: 3812
На данном этапе полная ( :ap:) схема выглядит так. Это трансформатор (два ферритовых кольца K20x10x5) к которому подключено два канала заряда двух ячеек.
Таким образом на каждую пару ячеек буду ставить по этой схеме.
Первичная обмотка 65 витков, вторичные (в каждом канале) силовая - 2 витка  и подпитывающая - 6 витков.

26 Ноя 2011 в 11:11
Ответ #17
Оффлайн

i

Администратор Иваново Сообщений: 3812
В каждом прямоугольнике на предыдущей схеме находится вот такая схема.
Проц занимается измерением напряжения на своей ячейке и в случае заряда, может отключить своим ключом заряд своей ячейки. При разряде он может только "кричать" через DIO-интерфейс, "хватит жрать, я сдыхаю". Также он может жаловаться на температуру, то ему слишком холодно, то жарко. Это можно будет использовать для терморегуляции и токоограничения. При желании, проц может долго и подробно рассказывать каково самочувствие ячейки, когда и как просело напряжение, тем самым реализовывать функции целлогера и цикланалиста.
Схема проверена, работает хорошо (полностью разряженные ячейки он зарядил за полтора часа), а вот с программой пока затык, времени не дают дела колхозные, а делать "на скорую руку" как-то у меня не получается.

Пока суть да дело, я ездил на 12 ячейках без всяких этих заморочек. 12 потому, что заряжал зарядником от старого свинца (на прежних фотках его видно). Первые поездки контролировал все ячейки, вскрывал бокс, мерял напругу и чесал репу.  Заметил, что две ячейки, разряжались больше остальных, тогда после зарядки этим блоком, зарядил ещё раз своей схемой. Так как платка у меня пока одна, то пришлось 6 раз переставлять её на разные ячейки. Каждый подзаряд шёл 1-2 минуты, даже отстающие не выделились по времени. После этого контроль в конце поездки не выявил отстающих. Баланс, однако.

Кстати, опыт езды на литии при тех же параметрах, что и на свинце (36В,10Ач) показал вкусности лития. Во-первых, дистанцию, что на свинце я проезжал с трудом, с педалями и надеждой на удачу, на литии пролетал с легкостью, даже за показометром разряда перестал следить (а чё следить, если он постоянно зелёный). Во вторых, скорость в конце пути на свинце заметно падала, а на литии практически не менялась.