Dodanie regeneracji w inteligentnej ładowarce / rozładowywaczu Brett's Arduino ASCD 18650: 3 kroki

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:02

Społeczność DIY TESLA powerwall szybko się rozwija. Najważniejszym krokiem w budowie powerwalla jest grupowanie ogniw baterii w pakiety o równej łącznej pojemności. Pozwala to na szeregowe ustawianie pakietów akumulatorów i łatwe równoważenie ich w celu uzyskania minimalnego rozładowania i maksymalnego napięcia ładowania. Aby osiągnąć takie zgrupowanie ogniw baterii, należy zmierzyć pojemność każdego ogniwa baterii. Dokładny pomiar pojemności dziesiątek akumulatorów może być dużym i przytłaczającym zadaniem. Dlatego entuzjaści zwykle używają komercyjnych testerów pojemności akumulatorów, takich jak ZB2L3, IMAX, Liito KALA i inne. Jednak wśród społeczności DIY TESLA powerwall jest bardzo popularny tester pojemności baterii DIY - Brett's Arduino ASCD 18650 Smart Charger / Discharger (https://www.vortexit.co.nz/arduino-8x-charger-discharger/). W tej instrukcji zmodyfikujemy ten tester pojemności baterii DIY, aby testowana bateria przekazywała swoją energię do innej baterii o dużej pojemności, unikając w ten sposób marnowania energii w postaci ciepła przez rezystor mocy (powszechna metoda pomiaru pojemności baterii).

Krok 1: Zbudowanie prototypu testera pojemności baterii firmy Brett

Polecam odwiedzić stronę Bretta i postępować zgodnie z instrukcjami https://www.vortexit.co.nz/arduino-8x-charger-discharger/. Następnie pomysł na modyfikację tego pokazano na schemacie. Zasadniczo zamiast rezystora tłumiącego mierzoną energię akumulatora, jako bocznika stosujemy rezystor o bardzo niskim omach. W naszym przypadku używamy 3-watowego rezystora 0,1 oma. Następnie budujemy konwerter doładowania DC ze sprzężeniem zwrotnym. Istnieje wiele linków, jak zbudować kontrolowany konwerter doładowania Arduino, ale użyłem wideo firmy Electronoobs (https://www.youtube.com/embed/nQFpVKSxGQM), które jest bardzo edukacyjne. Również tutaj Electronoobs używa Arduino, więc wykorzystamy część jego kodu pętli sprzężenia zwrotnego. W przeciwieństwie do tradycyjnego konwertera doładowania, będziemy monitorować i starać się utrzymywać stały prąd rozładowania, a nie napięcie wyjściowe. Wtedy wysoka pojemność baterii regeneracyjnej w połączeniu z kondensatorem wygładzi napięcie wyjściowe, jak pokazano na rysunku (obraz oscyloskopowy). Bez kondensatora 470uF trzeba uważać na skoki napięcia.

Krok 2: Maszyna

Ponieważ cały projekt jest obecnie w fazie rozwoju, postanowiłem wykorzystać komercyjne płytki PCB i zamontować wszystkie komponenty. Jest to dla mnie projekt edukacyjny, dlatego PCB pomogło mi poprawić moje umiejętności lutowania i nauczyć się wielu rzeczy o elektronice analogowej i cyfrowej. Mam też obsesję na punkcie zwiększania wydajności regeneracji. Dowiedziałem się, że ta konfiguracja daje wydajność regeneracji >80% dla szybkości rozładowania 1 amp. Na schemacie pokazuję wszystkie potrzebne komponenty oprócz tego, co pokazuje Brett na swoich schematach.

Krok 3: Kod Arduino

W przypadku Arduino użyłem kodu Bretta i włączyłem modulację szerokości impulsu (PWM). Użyłem timerów do uruchomienia PWM przy 31 kHz, co (teoretycznie, ale nie sprawdzałem) zapewnia lepszą wydajność konwersji. Inne cechy to prawidłowy pomiar prądu rozładowania. Musisz odpowiednio przefiltrować pomiar, ponieważ nasz rezystor bocznikowy ma wartość 0,1 Ohm. W części kodu dotyczącej rozładowania cykl pracy PWM dostosowuje się, aby utrzymać stały prąd.