Automatic 18650 Analyzer (2 / 9 steg)

Steg 2: Preliminär Design

Formgivningsspecifikationen är baserade runt mina krav för batterierna och min perfekt arbetsflöde.

Jag kommer att använda batterier att bygga 12V aux driver packar, power tool ersättningsbatterier och E-bike batterier. Majoriteten av 18650 cellen får jag är 2.2Ah - 2.6Ah nominell kapacitet, med max kontinuerlig ansvarsfrihet 2 c, och nominella ansvarsfrihet skattesats av 1 C. När jag designar packar behandla jag celler som 2A kontinuerlig och 5A topp, så ansvarsfrihet kapacitet mätning bör göras på ungefärligt 2A.

Efter upplösningen en batteripack lägga jag cellerna i en 12P cell innehavaren ta ut på en av min Imax B6. Min Imax avgifter celler till ca 4.10V vila-spänning, så analysatorn behöver för att kunna korrekt top off varje cell till en uppsättning spänning över detta innan urladdning.

Riktigheten av laddaren är inte kritisk, men reproducerbara resultat är. Jag behöver flera enheter att ge enhetliga resultat, över flera batterier.

Laddaren bör automatiskt starta laddning, avsluta laddningen, starta ansvarsfrihet och avsluta ansvarsfrihet, medan övervakning strömförbrukning och beräkning av kapacitet. Detta innebär att laddaren systemet behöver övervaka spänning och ström, samt att kunna aktivera och avaktivera, oberoende laddare och ansvarsfrihet kretsar.

Det enklaste sättet för mig att styra laddaren var med en Arduino, speciellt en ~ $2 CH340 Nano från Ebay. Jag använder dessa för prototyptillverkning varje sak. Det kan inte få ett enkelt projekt går snabbare eller billigare sedan med dessa. Om din anti-Arduino behöver du inte använda arduino IDE, använda atmel studio eller bara kommandoraden. Jag välkomnar någon väg till få en socket-stånd dev styrelsen eller en ATMEGA328p och usb-seriell konverterare för billigare.

Det enklaste sättet, jag vet för att fullgöra ett batteri och åtgärd nuvarande är med en stor belastning motstånd, och det enklaste sättet att vända en stor belastning och är med en N-kanal mosfet.

För att få min 2 ampere på nominella cellspänning av 3.7V, valde jag ett 1,8 ohm värde för belastning motståndet för lasten. Load motståndet kommer att behöva kunna hantera den största vattenmängd som makt, som kan beräknas med en Ohms lag formeln P = V ^ 2/R. med 1,8 ohm resistor och en absolut max cellspänning för 4.25V fungerar maximal effekt till 10W. Perfekta! eftersom 10W är en mycket vanlig power motstånd storlek. Den nominella effekten blir först om 7W på 3.5V 1.9a, nära nog till min 2A urladdning takt. Jag slutade med att hitta perfekta 1.8 ohms 10W effekt motstånd på Newark.

Om du vill växla belastning motståndet kommer jag att använda en mosfet som kan hantera 2A med en 5V gate källa voltage(Vgs). Jag gjorde några datablad studera och jakt på Newark och Digikey att plocka ut en kapabel, men prisvärda mosfet. Det fanns många alternativ men jag valde en som var specificerade för 5.6A med ett < 4.5V Vgs, att vara säkra och hålla temperaturen låg. Det finns massor av resurser på google för att välja rätt Mosfet men det i princip komma till Ohms lag och paketet TDP. Om din P = jag ^ 2 * Rdson är hög då ditt paket TDP du kommer för att ha en dålig tid.

För en laddningskretsen kunde jag har behagat nåt från grunden men jag valde något lite enklare. Jag valde att använda MCP73811 li-po/ion laddare marker. De är extremt enkel att använda, har inbyggda spänning och nuvarande förordning, och de har en enable ingång så jag kan avsluta laddningen med system controller. Detta chip kommer att drastiskt minska antalet komponenter jag behöver jämfört med en laddare med diskreta komponenter.

Varje cell behöver 2 digitala I/Os köra ansvarsfrihet Mosfet och styra laddaren. Varje cell måste också 2 analoga ingångar, en att mäta cell spänningen och en mäta spänningen släppa mellan Mosfet och marken. Mäta spänningen mellan Mosfet och marken kommer låta mig beräkna spänningen över lasten motståndet bara, så jag inte behöver den exakta Rdson av mosfet.

Nano har 8 analoga ingångar och 12 digital jag / O är det betyder att jag kan ha 4 cell på en Arduino och 4 kvar jag / O: s jag kan använda för statuslampornas.

Jag kommer en cell 4 18650 hållare på Ebay och beställa ett gäng av dem för detta projekt.