Vnitřní odpor/kapacita

Zpráva

Nebster · #1 Příspěvek od **Nebster** » 11 dub 2008, 15:26

Zdravím lidi,
stavímnabíječku řízenou PIC-em, (na praktickou maturitu), a potřeboval bych vědět jak se dá zpočítat vnitřní odpor baterie nebo přímo její kapacita, at už vybíté, nabité, nebo něco mezitím

Předem díky za rady

Crifodo · #2 Příspěvek od **Crifodo** » 11 dub 2008, 16:06

Vnitřní odpor baterie je sériová kombinace vnitřních odporů jednotlivých článků, vnitřní odpor článku změříš v principu jako rozdíl mezi napětím článku naprázdno a při zatížení známým odporem. Např. napětí naprázdno Uo=1,2V, napětí při zatížení odporem R=2 Ohm Un=1,1V.
Rozdíl mezi napětím naprázdno a při zatížení je úbytek na vnitřním odporu zdroje (článku). Uo-Un=Uri, Ri=Uri/I. To je elementární učivo ne k maturitě, ale v základech elektrotechniky v 2. ročníku SPŠ.
Kapacita baterie je součin mA x h, v mAh, z čehož vyplývá že musíš změřit dobu vybíjení od plně nabitého článku do napětí daného výrobcem jako konečné.
Vnitřní odpor ani kapacita baterie nejsou konstanty ani lineárně závislé veličiny ale poměrně složité závislosti, závisí na teplotě, režimu nabíjení, druhu vybíjení, údržbě a stáří baterie atd.
Kapacita se dá při známém typu baterie a změřených nebo typických vybíjecích křivkách vypočítat (extrapolovat) po krátké době provozu jako funkce měřeného úbytku v čase, toho využívají třeba více nebo méně inteligentní algoritmy v kamerách atd., platí to jen pro daný typ baterie a předpokládané stáří a provozní podmínky. V praxi můžeš někdy čumět jak vrána a to oběma směry, buď příjemně nebo nepříjemně překvapen :roll:

Stan3 · #3 Příspěvek od **Stan3** » 11 dub 2008, 17:03

Můj názor je, že stavět nabíječku řízenou uProcesorem je ztráta času. Kdysi vyšla v Amaru konstrukce nabíječky řízené PC a co jsem četl recenze, tak to v běžném používání bylo na nic, plno údajů,pro běžného uživatele k ničemu. Snad jen pro párování článků při sestavování baterií.
Pro nabíjení NiMH článků stačí použít např. MC33340 a je hotová jednoduchá a levná nabíječka s indikací.
Pro nabíjení článků na bázi Li stačí zdroj přesného napětí s proudovým omezením(jeden článek,u baterie by se muselo kontrolovat napětí článků).Většina Li-On baterií už má v pouzdru zabudovanou elektroniku, která monitoruje napětí jednotlivých článků,a podle rozdílů napětí upravuje vybíjení a nabíjení,nebo odpojení celé baterie.Pro tyto baterie je použití uProcesorů nezbytné. Používají se speciální IO pro tyto články.Pokoušel jsem se tyto obvody sehnat, ale nikde jsem nenašel dovozce(v ČR)MC33344-MC33348

Nebster · #4 Příspěvek od **Nebster** » 11 dub 2008, 17:46

Pro měření kapacity používám obvod zapojený takto: +pól baterie MOSFET (jako spínač) a snímací rezistor 0,1ohm , vše v serii, tranzistor zapínám na 100ms, kdy co 10ms měřím vyíjecí proud a napětí na baterii. ale nevím jak z toho vyvodit jak moc jsou články nabité nebo vybíté, abych mohl začít bud vybíjet (u NiCd), nebo hned nabíjet. A je to řízení mkropočítačem proto abych toneměl jen tak jednoduché. Jinak nabíjení je ovládané pomoci PWM, která řídí SEPIC měnič (+ jsou zde ještě obvody pro zpětnou vazbu atd.).

A ještě se chci zeptat, baterie by se měly vybíjet přes rezistor s omezením proudu, nebo se to dá udělat tak že budu mít na výstup z měniče menší napětí než je na baterii??

Crifodo · #5 Příspěvek od **Crifodo** » 11 dub 2008, 17:56

na to neexistuje jednoznačná odpověď, protože co platí pro jeden článek, nebude platit pro jiný. Můžeš mít baterii s velkým vnitřním odporem, ale nabitou, takže se při měření poklesu zatíženého článku projeví velkým úbytkem třeba na 0,9V což je u baterie s nízkým Ri příznak vytlučeného článku. Taky záleží na kapacitě, článek s 800 mAh spadne na jinou hodnotu než článek 8Ah. Při nízké teplotě okolí Ri hodně vzroste.
Buď si musíš vybíjecí křivky nastudovat v dokumentaci výrobce baterií nebo napřed pracně změřit a odvodit postup.
Vybíjet článek zpětně zdrojem nabíjecího napětí je možné jen podle konkrétní topologie a zdroj na to musí být stavěný, já bych to ale nekomplikoval.
Jeslti chceš věrohodně změřit kapacitu, je vždycky přesnější článek vybít na definovanou "nulu" kapacity a od té začínat, takže se nějakým prostředním stavem vůbec nemusíš zabývat.

Nebster · #6 Příspěvek od **Nebster** » 11 dub 2008, 18:05

Nojo, ale proč bych měl vybíjet články typu NiMH které se nemusí vybíjet, a taky nechci znovu nabíjet nabijeté články. Prostě musím to udělat tak že to musí rozpoznat jak je článek nabitý, jestli je upplně nabitý na určitou úroveň => nenabíjet nic nedělat, a nebo jestli už je vybit na určitou úroveň nebo vybit úplně => tak začít nabíjet (a v případě NiCd nejprve vybit na napětí 1V/článek)

Crifodo · #7 Příspěvek od **Crifodo** » 11 dub 2008, 18:26

nemyslel jsem vybíjení do konečného napětí z důvodu té pověry o paměťovém efektu, ale z toho důvodu, že já na neznámém článku podle pohledu nepoznám, v jaké je kondici a kolik toho má za sebou. Kapacita může být 110% nominální ale taky 60% podle toho, kolik má článek za sebou vybíjecích cyklů, jak hluboko byl vybíjen a jakým proudem - přitom v nějakém jednom bodě ten i ten článek ukáže stejné napětí při zatížení. Akorát do jednoho musíš pro plné nabití nabouchat 2000 mAh a do druhého třeba 3000. Kapacita při vybíjení proudem Q/10 je taky třeba o 20% vyšší než kapacita při vybíjení Q/2.
Jestli se chceš zabývat jen teoretickým modelem při vybíjení nových značkových článků, kde budeš předpokládat papírové hodnoty, tak můžeš usoudit že při poklesu o 10 minut na 1,215V má článek 2300 mAh ještě 67,5% kapacity takže ho nabiju ještě těmi 22,5% x účinnost 0,805 a jsem na 100%. S praxí to bude mít asi tolik společného jako statistický údaj "Průměrný Čech je 45letý běloch, středoškolák s 1,22 dětí, který má průměrný plat 21500,- , o dva roky mladší druhou manželku a tři roky starou Škodu Fabia" :twisted:

#8 Příspěvek od **masar** » 11 dub 2008, 18:27

Myslím, že takto nelze kapacitu článku měřit ani vypočítat. Kapacitu nabíjeného článku (popř. baterie) musí nabíječce nejprve sdělit uživatel, nemá-li pracovat pouze s jedním typem a napětím. Stejně tak jí musí sdělit i počet článků popř. napětí baterie. Teprve na základě těchto sdělení lze použít určité algoritmy pro přibližný výpočet stávajícího stavu akumulátoru, tedy stupeň nabití, kapacita. :wink:

Crifodo · #9 Příspěvek od **Crifodo** » 11 dub 2008, 18:35

masar píše:Myslím, že takto nelze kapacitu článku měřit ani vypočítat. Kapacitu nabíjeného článku (popř. baterie) musí nabíječce nejprve sdělit uživatel, nemá-li pracovat pouze s jedním typem a napětím. Stejně tak jí musí sdělit i počet článků popř. napětí baterie. Teprve na základě těchto sdělení lze použít určité algoritmy pro přibližný výpočet stávajícího stavu akumulátoru, tedy stupeň nabití, kapacita.

nabíječka si to může změřit sama proběhnutím celého cyklu nabití/vybití, nebo ještě přesněji několika cykly. Na základě znalosti závislosti gradientu teploty na nabití, napětí na nabití atd. Je to časově náročné a energeticky nevýhodné, ale pak teprve vím na čem jsem. A současně bych to pak teprve viděl jako odůvodnění, proč používat komplikované nabíječky s inteligentními algoritmy a ne nabíječku od soudruha Nguyena pod třetí plachtou v rohu u plotu. :twisted:

#10 Příspěvek od **masar** » 11 dub 2008, 18:46

Ano, to máš jistě pravdu. Jen si myslím, že těžko nabíječka tímto způsobem rozezná např. vadné články a bude zbytečně nabíjet vadný akumulátor, to mně nepřipadne moc účelné. :wink:

sr71 · #11 Příspěvek od **sr71** » 27 říj 2015, 15:17

Měřil jsem si kapacitu bloku Li-Pol akumulátorů a při nižším vybíjecím proudu jsem naměřil nižší kapacitu. Je to možné nebo je chyba někde v měření? Při 300mA proudu jsem naměřil cca 83% hodnoty kapacity změřené při 700mA vybíjecího proudu

#12 Příspěvek od **PavelFF** » 27 říj 2015, 17:04

Je to velmi nezvyklé. Podle mě buď děláš chybu v měření či metodě, ale spíš ta baterka prostě nebyla nabitá pokaždé stejně.

czatlantis · #13 Příspěvek od **czatlantis** » 28 říj 2015, 09:50

Měříš dobře, ale nebereš v potaz teplotu. Při vyšším proudu se baterka ohřeje a dostaneš z ní větší kapacitu. Úplně přesně s tímhle nelogickým výsledkem jsem se setkal taky.

#14 Příspěvek od **EKKAR** » 28 říj 2015, 11:04

Plus je taky možný, že při prvním měření ta baterka neměla po delším odložení "plnej náboj" jednoduše proto, že při delším odložení (měsíc a víc nečinnosti) baterky doslova "lenivějí" - na plnou funkčnost se dostávají až po 2-3 cyklech nabití - vybití. Na to se stačí optat modelářů, co dělají do "elektroletů". Kdo nelítá přes zimu, tak přestože si na podzim odložil baterky plně nabitý a na jaře je před použitím znovu nabil na maximum, často při prvních letech zjišťuje sníženou kapacitu - která se "prolítnutím" během pár cyklů vrátí na stav před "zimním spánkem"....

sr71 · #15 Příspěvek od **sr71** » 28 říj 2015, 11:13

S tou teplotou mě to nenapadlo, zkusím ještě další měření při dalších hodnotách proudu. Chybu v měření snad můžu vyloučit, mám na to půjčené tohle http://www.akkupower.cz/DisplayPage.asp ... yzator-a36