Версия для печати темы
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru _ Первичные и Вторичные Химические Источники Питания _ Выбор зарядного тока для неизвестного заранее аккумулятора
Автор: Hexel Sep 15 2018, 18:51
Добрый день!
Ув. коллеги, подскажите пожалуста, есть ли какой-нибудь онлайновый алгоритм выбора тока заряда таким образом, чтобы он например, не превышал 0,2С? Онлайновый - в смысле который можно провести в процессе заряда. Это нужно для схемы резервного питания с внешней батареей, которая заранее неизвестна. Ни о каком определении емкости "в лоб" речи не идет, в схеме для этого будет установлен счетчик. Задача - определить максимальный зарядный ток, который не вызовет деградацию свинцово-кислотного аккумулятора.
Одна мысль у меня конечно возникла - регулировать ток таким образом, чтобы получить фиксированное падение напряжения на батарее. Может быть, даже не нужно вычислять внутр. сопротивление, потому что чем оно ниже, тем массивнее акум и тем больший ток он выдержит до перегрева (перегрев я так понимаю и вызывает деградацию при чрезмерном зарядном токе). Ясно, что провода внесут большую неточность, но не в худшую сторону для акума - это самое важное.
Автор: Егоров Sep 15 2018, 22:18
Как ни называй вещи, они остаются сами по себе.
Вам нужно оперативно определять емкость аккумулятора. Всего лишь
Автор: kovigor Sep 16 2018, 10:02
Цитата(Hexel @ Sep 15 2018, 21:51)
Это нужно для схемы резервного питания с внешней батареей, которая заранее неизвестна.
Это где ж вы такую схему видели ?
Самое простое решение, ИМХО - всегда заряжать любую батарею мин. возможным током. Домустим, аккумуляторы могут быть емкостью от 55 А*Ч до 120 А*Ч. Просто устанавливаем зарядный ток равным 5.5 А*Ч, и точка. Для системы резервирования - вполне жизнеспособное решение ...
Автор: Hexel Sep 16 2018, 12:58
Если поконкретней, то емкость предполагается от 5 до 65, а то и 160Ач, 12В. Получается задача класса "объять необъятное", на как можно более широкий круг потребителя, а там как получится. Поскольку хочу применить двунаправленный инвертор 12В-385В, доступен зарядный ток до 30-35А. Потому и задумался, что хорошо бы найти адаптивный алгоритм заряда, пока по счетчику не определится реальная емкость. Хотя и по минималочке действительно, как говорится - тише едешь
Автор: kovigor Sep 16 2018, 14:31
Цитата(Hexel @ Sep 16 2018, 15:58)
Если поконкретней, то емкость предполагается от 5 до 65, а то и 160Ач, 12В.
Берем самый махонький аккумулятор, заряжаем его штатным для него зарядным током и снимаем зависимость, показывающую, как растет напряжение во времени. Запоминаем ее в ПЗУ. Если теперь пользователь подключит более емкий аккумулятор, мы, опять же, начинаем и его заряжать тем же током. Но тогда напряжение на нем будет расти гораздо медленнее. Замечаем это, оцениваем емкость и корректируем зарядный ток. Наверное, по-другому никак не сделать ...
Автор: Smoky Sep 16 2018, 15:45
Цитата(Hexel @ Sep 16 2018, 00:51)
Добрый день!
Ув. коллеги, подскажите пожалуста, есть ли какой-нибудь онлайновый алгоритм выбора тока заряда таким образом, чтобы он например, не превышал 0,2С? Онлайновый - в смысле который можно провести в процессе заряда. Это нужно для схемы резервного питания с внешней батареей, которая заранее неизвестна. Ни о каком определении емкости "в лоб" речи не идет, в схеме для этого будет установлен счетчик. Задача - определить максимальный зарядный ток, который не вызовет деградацию свинцово-кислотного аккумулятора.
Одна мысль у меня конечно возникла - регулировать ток таким образом, чтобы получить фиксированное падение напряжения на батарее. Может быть, даже не нужно вычислять внутр. сопротивление, потому что чем оно ниже, тем массивнее акум и тем больший ток он выдержит до перегрева (перегрев я так понимаю и вызывает деградацию при чрезмерном зарядном токе). Ясно, что провода внесут большую неточность, но не в худшую сторону для акума - это самое важное.
А если приблизительно определять по весу аккумулятора? Это просто один из возможных вариантов...
Автор: kovigor Sep 16 2018, 17:18
Цитата(Smoky @ Sep 16 2018, 18:45)
А если приблизительно определять по весу аккумулятора? Это просто один из возможных вариантов...
Вообще, задача очень нетривиальная. Например, неисправный аккумулятор может вообще не потреблять зарядный ток. А может, наоборот, потреблять нормальный для него ток, но при этом не заряжаться. Я и такое видел. Так что все учесть и корректно обработать весьма и весьма сложно ...
Я вот приведу еще один аргумент в пользу того, что нужно для всех установить мин. зарядный ток и не переживать. Смотрите. Если мы заряжаем аккумулятор током X в течение Y часов, то мы сообщаем ему Z джоулей энергии (саморазряд в расчет не берем). И этой энергии хватит для питаемой от аккумулятора аппаратуры, т.е., она сможет питаться в течение времени T. Вот и все ...
Автор: Егоров Sep 16 2018, 20:13
Цитата(Smoky @ Sep 16 2018, 18:45)
А если приблизительно определять по весу аккумулятора? Это просто один из возможных вариантов...
Во, вот это уже честно и по-пионерс... по-инженерному! Свежая идея.
Но вообще-то, любая конструкция "на все случаи жизни" заведомо нежизнеспособна ни в одном.
Нужно внимательно пересматривать саму постановку исходной задачи. Пользователь что, домохозяйка, случайно заряжающая случайный аккумулятор? Так она и щелочной туда подключит и просто фен.
Автор: Smoky Sep 17 2018, 04:19
Цитата(Егоров @ Sep 17 2018, 02:13)
Во, вот это уже честно и по-пионерс... по-инженерному! Свежая идея.
Но вообще-то, любая конструкция "на все случаи жизни" заведомо нежизнеспособна ни в одном.
Вы правы, может это нелепица с моей стороны. Электрический способ определения ёмкости аккумулятора, при непредсказуемом внутреннем сопротивлении, практический невозможен. И мне подумалось что датчик веса мог бы использоваться в качестве приблизительных данных об аккумуляторе...
Автор: wim Sep 17 2018, 05:08
Цитата(Smoky @ Sep 17 2018, 07:19)
мне подумалось что датчик веса мог бы использоваться в качестве приблизительных данных об аккумуляторе...
Китайцы это уже учли и для веса заправляют аккумуляторы http://electronix.ru/redirect.php?http://akbtest.ru/steklo_vmesto_svintsa.html.
Автор: Егоров Sep 17 2018, 13:11
Цитата(Smoky @ Sep 17 2018, 07:19)
Вы правы, может это нелепица с моей стороны.
Да почему же нелепица? Я искренне восхищаюсь любыми оригинальными и вполне реализуемыми идеями.
Именно так должен подходить к решению любой задачи инженер, а не сводить все к когда-то заученным трем аккордам.
Автор: ded2016 Sep 20 2018, 07:38
Цитата(Hexel @ Sep 16 2018, 01:51)
Добрый день!
Ув. коллеги, подскажите пожалуста, есть ли какой-нибудь онлайновый алгоритм выбора тока заряда таким образом, чтобы он например, не превышал 0,2С? Онлайновый - в смысле который можно провести в процессе заряда. Это нужно для схемы резервного питания с внешней батареей, которая заранее неизвестна. Ни о каком определении емкости "в лоб" речи не идет, в схеме для этого будет установлен счетчик. Задача - определить максимальный зарядный ток, который не вызовет деградацию свинцово-кислотного аккумулятора.
Одна мысль у меня конечно возникла - регулировать ток таким образом, чтобы получить фиксированное падение напряжения на батарее. Может быть, даже не нужно вычислять внутр. сопротивление, потому что чем оно ниже, тем массивнее акум и тем больший ток он выдержит до перегрева (перегрев я так понимаю и вызывает деградацию при чрезмерном зарядном токе). Ясно, что провода внесут большую неточность, но не в худшую сторону для акума - это самое важное.
Сильно много неизвестных. Я надеюсь хотя бы химия аккумулятора известна? Иначе...
Ток не единственный критерий для заряда аккумулятора.
Для свинца, например, используют алгоритм заряда постоянным напряжением - в этом случае (случай с неизвестным аккумулятором), с ограничением тока (активным или пассивным, или и то и то), но порог ограничения определяется уже преооразователем (что б не сгорел). Более точный алгоритм - подают не сразу максимальное напряжение, а ступенями. Критерий перехода на следующую ступень - снижение тока в т-раз по сравнению с первоначальным. У многих производителей свинцовых аккумуляторов (хороших конечно, а не нонейм) довольно подробно расписаны режимы заряда постоянным напряжением и ступенчатый заряд напряжением там же описан (я в свое время то-ли у панасоника, толи фиама читал и реализовывал для гелия).
Приборов с таким использованием внешнего (неизвестного) аккумулятора, на самом деле, если не сказать, что много, то и не мало (например инвертор МАП).
Я когда-то то же нечто подобное делал на свинце (может и сейчас в серии), кстати, заметил если ступеней сделать много (в идеале бесконечность), то вы получите стабильный ток - как и хотите, а его отношение к емкости будет определяться критерием перехода на следующую ступень. Нечто подобное тут вам уже подсказывали.
Автор: khach Sep 20 2018, 15:12
Инжекцией ВЧ сигнал можно приблизительно определить площадь пластин. Но очень желательна предварительная калибровка и создание базы данных возможных типов аккумуляторов.
Автор: Hexel Sep 22 2018, 20:48
Спасибо, мыслей накидали. К сожалению подобных зарядных мне не приходилось видеть или держать в руках. Может выразился неточно - тип акума - свинец.
И коль уж ув. khach упомянул ВЧ инжекцию, у меня возник новый вопрос: а чем собственно поведение акума в середине диапазона рабочего напряжения, отличается от поведения конденсатора? Тогда бы можно было схалявить и посчитать неизвестные из равности зарядов It = UC (сколько заряда было передано и на сколько изменилось напряжение). Ну с различными поправками
В реализации-то оно все станет ясно, сейчас я хочу определиться, какое проектировать железо, а софт-то переписывается уже легче
Автор: khach Sep 22 2018, 21:03
Там весьма сложные и неоднозначные модели поведения аккумулятора в зависимости от частоты. Конденсатором считать его неправильно. Гуглите Electrothermal Impedance Spectroscopy найдете много интересного, хотя однозначного ответа все равно не будет, поэтому и упоминал обучение по базе батарей.
Автор: Егоров Sep 22 2018, 21:38
Цитата(Hexel @ Sep 22 2018, 23:48)
Спасибо, мыслей накидали.
В реализации-то оно все станет ясно, сейчас я хочу определиться, какое проектировать железо, а софт-то переписывается уже легче
Жили-были Вивальди, Паганини и Страдивари. Все очень знамениты, но не взаимозаменяемы совершенно.
Так что - либо софт, либо железо. Работоспособные и практически полезные приборы широкозахватными спецами не создаются.
Создать надежное зарядное устройство для неизвестного по емкости аккумулятора - где реально такая потребность возникает?
Вы ставите задачу крайне сложную. Подумайте лучше как ее переформатировать в нормальную техническую. Такое ощущение, что задачу ставил не инженер, а программист.
Свинцовому аккумулятору уже под 120 лет. Многое в них поисследовано и о них понаписано, стоит почитать хотя бы учебник .
Не определите вы достоверно емкость каким-то простым быстрым тестом. Только полный контрольный заряд-разряд в лабораторных условиях. Опираться на теоретические кривые заряда-разряда со сравнением по табличкам наивно. Они от тока и температуры меняются очень сильно и зависимость там очень нелинейна..
Русская версия Invision Power Board (http://www.invisionboard.com)
© Invision Power Services (http://www.invisionpower.com)