Làm thế nào tôi có thể biết pin LiPo vẫn còn bao nhiêu nước?

17

Giả sử tôi có một mạch lấy năng lượng từ Pin LiPo. Tôi muốn biết pin vẫn còn bao nhiêu năng lượng. Lý tưởng nhất là một mạch cấp điện đến điện áp sẽ là tốt nhất .. bằng cách này tôi có thể kết nối đầu ra của mạch đó với đầu vào ADC trong Arduino của tôi.

batteries

— ppvi
nguồn

17

Thành thật mà nói, nếu bạn tìm cách làm điều này một cách đáng tin cậy, chỉ cần đo điện áp và cấp bằng sáng chế, thì bạn sẽ không bao giờ phải làm việc nữa. Năng lượng có sẵn trong pin có liên quan lỏng lẻo đến điện áp đầu cực nhưng cũng phụ thuộc vào nhiệt độ của pin.

Một phương pháp phổ biến để xác định trạng thái sạc pin là sử dụng bộ đếm coulomb để đếm điện tích đi vào và ra khỏi tế bào. Điều này đưa ra ước tính tốt hơn về trạng thái sạc của pin, mặc dù năng lượng thực tế có sẵn vẫn phụ thuộc vào nhiệt độ. Ở nhiệt độ thấp, dung lượng pin có thể thấp hơn 50% so với danh nghĩa. Một thiết bị ví dụ là ST STC3100 . Điều này sử dụng giao diện I2C để giao tiếp với bộ xử lý. Việc đếm coulomb được thực hiện bằng cách tích hợp dòng vào và ra khỏi tế bào trong chu kỳ sạc / xả. Nếu bạn biết khi pin đầy thì bạn có thể ước tính lượng sạc đã được sử dụng.

— uɐɪ
nguồn

3

Tôi nghĩ rằng Ian đóng đinh cái này. Nếu bạn đang tìm kiếm một bản hack dễ dàng hơn nhưng kém chính xác hơn, bạn có thể sử dụng một shunt hiện tại. Đây là một điện trở rất thấp, rất chính xác (giả sử 0,1 ohms) mà bạn đặt nối tiếp với pin của mình. Sau đó, bạn có thể sử dụng Arduino để đo điện áp pin và chênh lệch điện áp trên shunt. Lấy mẫu ở tần số 10 Hz và bạn có thể tính công suất tức thời. Theo dõi điều đó theo thời gian và tôi cá rằng bạn có thể nhận được trong vòng 10% giá trị thực nếu tải và nhiệt độ của bạn không đổi.

— pingswept

2

Đề xuất này có hiệu quả cuộn phiên bản riêng của bạn của một bộ đếm coulomb. Vấn đề là bạn sẽ phải thêm sự dịch chuyển và khuếch đại mức tín hiệu tương tự vào điện áp shunt để tín hiệu tương tự nằm trong phạm vi điện áp đầu vào ADC và bao phủ một khoảng hợp lý của phạm vi đó.

— uɐɪ

@Ian: Sự thật có thật. Có lẽ cũng cần một số bộ lọc tiếng ồn.

— pingswept

@pingswept Bộ lọc Kalman sẽ rất tuyệt ở đó

— NickHalden

@JGord, có rất nhiều công cụ ước tính có thể có (Bộ lọc Kalman, Bộ lọc mở rộng Kalman, kỹ thuật tiên lượng, người quan sát chế độ trượt, và bật và tắt). Tất cả phụ thuộc vào mô hình mạch bạn sử dụng để ước tính hành vi điện áp pin, tìm giá trị tham số mạch và theo dõi chúng theo thời gian. Vấn đề là, mô hình càng chính xác, càng chống nhiễu và các đặc điểm chưa được chỉnh sửa mà bạn cố gắng tính đến, thì càng cần nhiều năng lượng và dữ liệu CPU.

— Joshua

2

Vấn đề lớn là điện áp đầu ra vẫn khá phẳng trong hầu hết thời gian. Vì vậy, trừ khi bạn có A / D thực sự tốt, bạn không thể theo dõi trực tiếp. Đó là lý do tại sao máy tính xách tay và như vậy có xu hướng sử dụng đồng hồ để đo công suất còn lại.

Rất dễ tìm thấy các biểu đồ nếu bạn tìm kiếm "đường cong xả pin"

http://shdesigns.org/batts/battcyc.html

— Ron
nguồn

1

Những gì tôi đang làm ngay bây giờ trên một pin lớn bao gồm rất nhiều tế bào Lipo là như sau. Trước tiên tôi sạc nó lên (xem biểu dữ liệu của các ô để có điện áp tối đa). Tiếp theo tôi sẽ tiêu hao pin với một điện trở lớn trong khi sử dụng kẹp hiện tại được kết nối với một phạm vi cũng như đo điện áp pin. Có một nguồn cung cấp song song với pin được định mức ở điện áp cắt cho pin để tôi có thể rời khỏi thiết lập để tiêu hao pin cho đến khi không nên đi xa hơn. Với phạm vi (một số Fluke, không biết mô hình) Tôi có thể ghi lại dòng điện theo thời gian và do đó xác định công suất. Khi công suất được xác định, tôi sẽ ghi lại dòng điện và điện áp liên tục khi nó được sử dụng, và do đó tôi có thể tìm thấy chính xác hơn điện tích còn lại.

— Erik
nguồn

0

Những câu trả lời là quá tốt .

Tôi khám phá giải pháp thương mại là rẻ hơn.

Tại phòng thí nghiệm của bạn, nếu bạn có thể đo tải của thiết bị, bạn không cần đặt bất kỳ đồng hồ tính phí nào bên trong thiết bị.

Ví dụ: lược đồ tải điện đơn giản

state       load
--------------------
standy      0.1 A
full on     1 A

Nếu Arduino ra lệnh cho hai trạng thái - hoặc có thể đọc chúng, dữ liệu số - lô tô.

Arduino nhân đôi chúng và thêm vào hai bộ đếm này: thời gian ở chế độ chờ, thời gian đầy đủ.

Toán học dễ dàng để tính toán bao nhiêu nước trái cây thiết bị của bạn đã hút pin.

— Massimo
nguồn

Điều này giả định tải thiết bị của bạn là cố định và có thể dự đoán được.

— Sói Connor

Nó giả định tải trung bình gần như cố định, giả sử + - 5%. Thông thường điều này có thể chấp nhận được, bởi vì nó đơn giản và rẻ hơn so với đo sáng phí adc đầy đủ. Nếu cần một biện pháp chính xác, hãy bỏ thêm thời gian và tiền bạc.

— Massimo