Как я могу определить, сколько сока в нем еще находится в батарее LiPo?

17

Предположим, у меня есть схема, которая питается от батареи LiPo. Я хотел бы знать, сколько энергии батарея все еще имеет в нем. В идеале схема уровня мощности к напряжению будет наилучшей ... таким образом, я могу подключить выход этой цепи к входу АЦП в моем Arduino.

batteries ppvi
источник

Ответы:

17

Если честно, если вам удастся найти способ сделать это надежно, просто измерить напряжение и запатентовать его, то вам больше никогда не придется работать. Доступная энергия, оставленная в батарее, слабо связана с напряжением на клеммах, но также зависит от температуры батареи.

Распространенным методом определения состояния заряда аккумулятора является использование кулоновского счетчика для подсчета заряда, поступающего в элемент и выходящего из него. Это дает лучшую оценку состояния заряда батареи, хотя фактическая доступная энергия все еще зависит от температуры. При низких температурах емкость аккумулятора может составлять менее 50% от номинальной. Примером устройства является ST STC3100 . Это использует интерфейс I2C для связи с процессором. Подсчет кулонов осуществляется путем интегрирования тока в ячейке и из нее в течение цикла зарядки / разрядки. Если вы знаете, когда батарея полностью заряжена, вы можете оценить количество использованного заряда.

uɐɪ
источник
3
Я думаю, что Ян прибил это. Если вы ищете более легкий, но менее точный взлом, вы можете использовать текущий шунт. Это очень низкий, очень точный резистор (скажем, 0,1 Ом), который вы подключаете последовательно с вашей батареей. Затем вы можете использовать Arduino для измерения напряжения аккумулятора и разности напряжений на шунте. Пример тех, на 10 Гц, и вы можете рассчитать мгновенную мощность. Отслеживайте это с течением времени, и я уверен, что вы можете получить значение в пределах 10% от истинного значения, если ваша нагрузка и температура довольно постоянны.
pingswept
2
Это предложение эффективно использует собственную версию счетчика кулонов. Проблема заключается в том, что вам придется добавить сдвиг и усиление уровня аналогового сигнала к напряжению шунтирующего резистора, чтобы аналоговый сигнал находился в диапазоне входного напряжения АЦП и охватывал разумный диапазон этого диапазона.
uɐɪ
@Ian: правдивые факты Наверное, нужна фильтрация шума тоже.
pingswept
@pingswept Фильтр Калмана был бы там
хорош
@JGord, существует множество возможных оценок (Фильтр Калмана, Расширенный фильтр Калмана, методы прогнозирования, наблюдатели в скользящем режиме и так далее). Все зависит от модели схемы, которую вы используете для оценки напряжения батареи, определения значений параметров цепи и отслеживания их с течением времени. Проблема в том, что чем точнее модель, тем более устойчивы к шуму и чем больше немоделируемых характеристик вы пытаетесь учесть, тем больше потребляется ресурсов процессора и данных.
Джошуа
2

Большая проблема заключается в том, что выходное напряжение в большинстве случаев остается достаточно плоским. Таким образом, если у вас нет действительно хорошего A / D, вы не можете контролировать его напрямую. Вот почему ноутбуки и тому подобное, как правило, используют часы для измерения оставшейся мощности.

Довольно просто найти графики, если вы ищете «Кривая разряда батареи»

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

Рон
источник
1

То, что я сейчас делаю на большой батарее, состоящей из множества элементов Lipo, заключается в следующем. Я сначала зарядил его (см. Технические характеристики ячеек для максимального напряжения). Далее я буду истощать батарею большим резистором, используя токовый зажим, подключенный к прицелу, а также измерять напряжение батареи. Существует параллельное питание от батареи с номинальным напряжением для батареи, так что я могу оставить установку для разрядки батареи вплоть до того момента, когда не рекомендуется идти дальше. С помощью прицела (некоторые Fluke, не знаю модель) я могу записать ток с течением времени и, таким образом, определить емкость. Когда емкость будет определена, я буду постоянно регистрировать ток и напряжение, когда она используется, и, таким образом, я могу более точно определить оставшийся заряд.

Erik
источник
0

Эти ответы слишком хороши .

Я обнаружил, что коммерческие решения дешевле.

В вашей лаборатории, если вы можете измерить нагрузку на устройство, вам не нужно помещать в него измеритель заряда.

Например: простая схема силовой нагрузки

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

Если Arduino командует двумя состояниями - или может читать их, цифровые данные - бинго.

Arduino умножает их и добавляет к этим двум счетчикам: время в режиме ожидания, время в полном объеме.

Простая математика, чтобы рассчитать, сколько сока ваше устройство высосало из батареи.

Massimo
источник
Это предполагает, что загрузка вашего устройства является фиксированной и предсказуемой.
Коннор Вольф
Предполагается, что средняя нагрузка почти фиксирована, скажем, + - 5%. Обычно это приемлемо, потому что это проще и дешевле, чем полный учет заряда АЦП. Если есть необходимость в точной мере, потратьте больше времени и денег.
Массимо