Измерение внутреннего сопротивления аккумуляторов

[Mishany]

Тема довольно актуальная на сегодняшний день в связи с широким распространением электротранспорта гироскутеры, велосипеды, самокаты и т.п.

Все они питаются от аккумуляторов собранных на 18650, но ничто не вечно... Аккумуляторы умирают, целиком в мусор жалко новые дорого, а вот пересобрать сборку заменой слабых ячеек самое разумное и бюджетное.

Вот тут и приходит на помощь при диагностике отдельных элементов измеритель внутреннего сопротивления.

Хочу такой приборчик собрать, но с аналоговой частью у меня туговато((( 

В планах 4-х точечное подключение.

С измерением тока вроде без проблем(есть и другие варианты на спец микросхемах INAxxx), а вот с измерением напряжения на самом аккумуляторе у меня не хватает опыта. МК будет STM32F030 12bit ADC

Схемотехнику пока вижу такой.

помогите, кто чем может...

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[stain]

Нижнюю точку подключения усилителя напряжения можно и к земле подключить. Напряжение измерять с учетом падения напряжения на шунте. (этим же и будет мк заниматься) Можно сделать диф. усилитель как в промышленных электронных нагрузках. Посмотрите схемотехнику агилента например.

Потом есть 2 метода измерения Rвн a.c. и d.c. Сопротивления различаются в разы у этих методов. Китайцы пишут сопротивление по методу a.c.(оно меньше получается). 

У меня на работе тоже есть проблема подбора ячеек в сборки т.к. есть разброс по характеристикам. Мы измеряем по методу d.c. немного отошли от ГОСТа конечно. Но смысл такой: измеряем Uхх, даем ток С/5 и на 8 секунде измеряем U.

 

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[IMXO]

31 минуту назад, Mishany сказал:

Схемотехнику пока вижу такой.

а зачем так сложно? если речь только о замере r АКБ ?

АКБ без нагрузки:  Uo

АКБ под нагрузкой известного Rn  :  Uo= Un + r Un/Rn= Un(1+ r/Rn)

итого:

r = Rn(Uo-Un)/Un - внутреннее сопротивление 

 

[Реклама]

Организация питания на основе надежных литиевых аккумуляторов EVE и микросхем азиатского производства

Качественное и безопасное устройство, работающее от аккумулятора, должно учитывать его физические и химические свойства, профили заряда и разряда, их изменение во времени и под влиянием различных условий, таких как температура и ток нагрузки. Мы расскажем о литий-ионных аккумуляторных батареях EVE и нескольких решениях от различных китайских компаний, рекомендуемых для разработок приложений с использованием этих АКБ. Представленные в статье китайские аналоги помогут заменить продукцию западных брендов с оптимизацией цены без потери качества. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[colorad]

Если нагружать на электронную нагрузку , то есть задавать ток , то r= (Uo-Un)/In . (Схема в этом случае  усложнится на источник тока, зато ,  управляя током , появится возможность измерять по методу A.C.)

Останется измерять  напряжение  .  Измерять с компенсацией падения на проводах можно двумя способами , через дифференциальный усилитель или подавая напряжение на два входа АDС МК , с минуса  АКБ (с дополнительным смещением, чтоб не было отрицательно напряжения на входе АDС )  и с плюса АКБ через делитель . 

Изменено 3 июня, 2018 пользователем colorad

[Реклама]

Сравнительное тестирование аккумуляторов EVE Energy и Samsung типоразмера 18650

Инженеры КОМПЭЛ провели сравнительное тестирование аккумуляторов EVE и Samsung популярного для бытовых и индустриальных применений типоразмера 18650. 

Для теста были выбраны аккумуляторы литий-никельмарганцевой системы: по два образца одного наименования каждого производителя – и протестированы на двух значениях тока разряда: 0,5 А и 2,5 А. Испытания проводились в нормальных условиях на электронной нагрузке EBD-USB от ZKEtech, а зарядка осуществлялась от лабораторного источника питания в режиме CC+CV в соответствии с рекомендациями в даташите на определенную модель. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Mishany]

смысл в 4-х точечном измерении, если мерить относительно земли напряжение то падение на проводах как компенсировать?

вот пример на фото видно грамотный подход к задаче

основная засада с дифференциальным замером, в свободное время попробую два варианта.

[Реклама]

Литиевые аккумуляторы EVE Energy и решения для управления перезаряжаемыми источниками тока (материалы вебинара)

Опубликованы материалы вебинара Компэл, посвященного литиевым аккумуляторам EVE Energy и решениям для управления перезаряжаемыми источниками тока.

На вебинаре мы представили информацию не только по линейкам аккумуляторной продукции EVE, но и по решениям для управления ею, что поможет рассмотреть эти ХИТ в качестве дополнительной альтернативы для уже выпускающихся изделий. Также рассмотрели нюансы работы с производителем и сервисы, предоставляемые Компэл по данной продукции. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Starichok]

не нужно по напряжению никакого ОУ. у банки достаточно большое напряжение, чтобы АЦП мог измерять его напрямую.

а для дифференциальности достаточно добавить еще один канал АЦП, и двумя каналами измерять на плюсе и на минусе банки. разница между каналами и будет напряжением на аккумуляторе.

[Реклама]

Литиевые батарейки и аккумуляторы от мирового лидера  EVE в Компэл

Компания Компэл, официальный дистрибьютор EVE Energy, бренда №1 по производству химических источников тока (ХИТ) в мире, предлагает продукцию EVE как со склада, так и под заказ. Компания EVE широко известна в странах Европы, Америки и Юго-Восточной Азии уже более 20 лет. Недавно EVE была объявлена поставщиком новых аккумуляторных элементов круглого формата для электрических моделей «нового класса» компании BMW.

Продукция EVE предназначена для самого широкого спектра применений – от бытового до промышленного. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[mail_robot]

1 hour ago, Starichok said:

у банки достаточно большое напряжение, чтобы АЦП мог измерять его напрямую

у STM допустимый верхний предел на АЦП = Uп = 3.3В. У банки лития заряженной 4,1-4,2 вольта в зависимости от модели. Нихрена не получится.

Можно делить, но тут есть нюансы - динамический диапазон измерений будет хреновый. Нужные измерения будут всегда в одном и том же небольшом диапазоне делений АЦП.

Лучше всего такую тему делать на дифференциальном ОУ со смещением искусственной точки земли на 2 вольта. А грузить лучше дискретным током, ничего не измеряя, а просто зная этот ток. Обычно для диагностики 1А хватает любому аккумулятору формата 18650 (личный опыт). Можно даже без процессора обойтись, если отградуировать вольтметр.

Изменено 4 июня, 2018 пользователем mail_robot

[Starichok]

тем более получится. достаточно поставить ОДИНАКОВЫЕ резистивные делители с минуса банки и с плюса банки.

понизить напряжение всегда намного проще, чем повысить...

[Armenn]

15 hours ago, Mishany said:

измеритель внутреннего сопротивления.

Конденсаторный Esr метр спокойно справляется с этой задачей, просто надо подключить последовательно с батареей конденсатор.

[mail_robot]

А вы этот метод проверяли на сходимость альтернативным способом? Насколько я помню к ESR метру ничего заряженного лучше не подключать вообще, особенно если он не китайский и стоит немало денег

[Mishany]

23 часа назад, Starichok сказал:

не нужно по напряжению никакого ОУ. у банки достаточно большое напряжение, чтобы АЦП мог измерять его напрямую.

а для дифференциальности достаточно добавить еще один канал АЦП, и двумя каналами измерять на плюсе и на минусе банки. разница между каналами и будет напряжением на аккумуляторе.

тоже думал о таком способе, но пока я еще с ОУ не опробовал варианты. 

[Gennady_B]

  Вот здесь приведена схема измерителя температуры обмотки работающего трансформатора. По сути на самом деле измеряется омическое (внутреннее) сопротивление медной обмотки. Замечу, что измерение внутреннего сопротивления АКБ или ячейки методом сравнения напряжений на холостом ходу и под нагрузкой не корректно для многих типов аккумуляторов вследствие наличия большой постоянной времени электро-химических процессов заряда/разряда. Так никелевые аккумуляторы дойдя под нагрузкой до степени разряда 0,9 вольт после отключения нагрузки быстро возвращают рабочее напряжение до 1,1...1,2 на холостом ходу, этот эффект присущ и литиевым системам, в меньшей степени LiFePO4. Кстати рост внутреннего сопротивления АКБ под нагрузкой измеренного подобными методами довольно точно характеризует степень их разряда.

[mail_robot]

как я понял перед ТС стоит задача не аптекарской точности. Ему трэба прибор для оперативной индикаторной диагностики банок (сотен банок)

Изменено 5 июня, 2018 пользователем mail_robot

[vas320]

22 часа назад, Armenn сказал:

Конденсаторный Esr метр спокойно справляется с этой задачей, просто надо подключить последовательно с батареей конденсатор.

А какой ёмкости подключать ?

 Я так понимаю микрофарад 1000

 

[Mishany]

Ну да, не совсем прибор высокой точности, больше тестер, есть у меня IMAX B6 mini он якобы меряет, но как и насколько точно вопрос... не успел еще его протестировать по полной.

[mail_robot]

не измеряет он внутреннее сопротивление. Максимум емкость можно померить разряд-тестом. Но быстро устанешь

[Armenn]

14 hours ago, vas320 said:

Я так понимаю микрофарад 1000

Любой, лишь бы его esr было стабильно и удобно для ваших измерений, чем меньше тем лучше.

И еще: желательно перед измерениями конденсатор зарядить так, чтобы когда вы проводили измерения потенциал на щупах ESR метра был нулевой. (Пожечь можно измеритель, если у него защита не очень)

Замыкаем ключ, потом размыкаем и подключаем ESR метр.

Изменено 5 июня, 2018 пользователем Armenn

[Mishany]

пока вроде работоспособное, на смещение еще не опробовал

Опробовал на смещение все отлично работает коэфф. усил. =1

Изменено 6 июня, 2018 пользователем Mishany

[Mishany]

Пока вот такая схема выходит

[Yurkin2015]

51 минуту назад, Mishany сказал:

такая схема

1. Надо иметь ввиду, что вывод батареи В- будет минусее земли, поэтому выход 7 у усилителя напряжения датчика тока будет стараться тоже в минус уйти. Надо входы усилителя на датчике тока R1 поменять местами.

2. Дифференциальный усилитель напряжения батареи нарисован неправильно: ноги 2 и 3 у DA1.1 надо поменять местами.

3. Биполярный транзистор для управления полевиком VT3 не нужен, напряжение Out3 можно подавать прямо на затвор полевика.

[colorad]

Если в качестве нагрузки использовать резистор известного номинала,  то ток можно вычислять по напряжению на нем .

[Starichok]

шунт (датчик тока) - это и есть резистор известного номинала, на котором измеряется напряжение и по напряжению вычисляется ток...

а использовать для нагрузки прецизионные резисторы с малым ТКС - очень дорогое удовольствие...

[Mishany]

VT3 по умолчанию включен для измерения 12в батареи, транзистор на затворе его отключает переводя делитель для измерения до 5 вольт.

с чего минусее? минусее нижней жирной точки под шунтом нет!

дифф измерение ноги оу правильно, я на макетке тестировал.

[Starichok]

не знаю, что ты там тестировал, но усилитель-сумматор для напряжения нарисован не правильно.

[Mishany]

да, увидел ошибку R8 на GND, а R5 надо перекинуть на выход ОУ.

Спасибо, выше этот кусок же правильно зарисовал)))

Изменено 9 июня, 2018 пользователем Mishany