Registro de la descarga de la batería de litio: ¿por qué esta curva?

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Estoy usando Arduino para registrar la curva de descarga de un paquete de baterías de 5V (tipo usb para recargar teléfonos inteligentes). Usando Arduino leo el voltaje cada segundo y lo guardo en un archivo de registro. Arduino es alimentado por una fuente externa, el paquete de batería está conectado a una carga resistiva de 4.8 ohmios para tener aproximadamente 1 amperio de drenaje.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Estoy usando el divisor de voltios porque el pin analógico arduino tiene un rango de 0-5v, así que leo 2.5V y luego lo multiplico por dos.

Perotengounproblema:comosepuedever,lacurvadedescargasube,bajayvuelveasubiryluegosedetieneconunvaloralto.Revisolabateríayestávacía,peronosécómoobtengoestacurvadedescargaenlugardealgocomoesto:

    
pregunta Roberto Pezzali

2 respuestas

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Primero:

Hay muchas razones por las que su voltaje aumentaría. Según lo sugerido por @jippie, se puede calentar en el convertidor boost en el paquete. También puede calentar sus resistores con la misma facilidad, lo que hace que aumenten la resistencia y, como tal, reduce la corriente drenada.

Lo que es peor, los pequeños desequilibrios entre los valores de las dos resistencias causarán ligeras diferencias de calentamiento, lo que causará mayores diferencias debido a diferentes calentamientos, causando mayores diferencias en el calentamiento, etc., y causará una imprecisión en la medición cada vez mayor.

Como sugiere @NickAlexeev, si está escribiendo esto para una publicación de lectura masiva, debe tomarse esto en serio o no hacerlo en absoluto. O bien engañará a un gran grupo de personas con sus hallazgos o será desmentido rápidamente por cualquiera de los "nosotros ingenieros profesionales de EE" que viven en su país. En el mejor de los casos, todo es un esfuerzo inútil, en el peor de los casos, estás ayudando al mundo a encontrar más malentendidos sobre la EE y las baterías y ya hay demasiados.

Necesitas:

  1. Mantenga la corriente controlada y constante, para que pueda confiar en sus datos y saber que para cada medición única puede confiar en ella, de manera exacta y precisa. Investigue los circuitos de sumidero actuales y si necesita pedir más aclaraciones después. La mejor solución será una que no se caliente en absoluto (disipador de calor + ventilador), o una que se compense por el calor. O preferiblemente ambos.
  2. Preferiblemente, mida esa corriente con una precisión de un porcentaje o superior (que en este sentido es menos del uno por ciento), ya que un error del 1% en su corriente se acumulará fácilmente en un sesgo decente en sus datos. Pero al menos, si es fijo y controlado, puedes saber que todas tus mediciones serán iguales.
  3. Mida el voltaje con una configuración confiable, si lo desea, puede hacerlo con un Arduino, pero sin usar su carga como divisor. Eso es básicamente inútil. También necesita que el voltaje sea confiable, que va para el que mide y contra el que mide. Que es una referencia decente o una fuente de alimentación muy estable y confiable. La mayoría de las personas eligen la referencia, pero no es extraño hacer un suministro de 5V estable y repetible del 0,5% para algo como esto, pero es más difícil. El Arduino (Atmel MCU) tiene referencias internas, pero también un pin al que se puede conectar una referencia. Sugiero la opción externa, ya que la interna no es mucho más precisa que la tensión de alimentación de un regulador lineal.
  4. Asegúrese de tener una base de tiempo muy precisa. Hay arduinos que utilizan el oscilador RC interno del procesador: estos no son de ninguna manera, forma o forma precisa. Necesita uno con un Oscilador de cristal que sea capaz de mantener un tiempo decente.

Una vez que haya hecho todo eso, si su tiempo también cuesta algo, habrá gastado mucho, mucho más en materiales, pruebas e investigación que el $ 199 para el probador de batería que Nick vinculó en un comentario , por lo que también puede ir por eso.

Y debes hacerlo, pero esto es cuando también compras el probador:

  1. Lea mucho acerca de cómo funcionan estos paquetes (¿qué es un convertidor elevador? ¿qué tan eficientes son en promedio?), qué hacen las baterías y cuáles son los riesgos con los componentes electrónicos o las baterías de baja calidad, ya sea por un bien o incluso decente, el artículo tendrá que explicar esto bien y claramente a sus lectores. Además, te ayuda a entender lo que realmente estás midiendo. Ah, y no te olvides de pensar qué significa la calificación de mAh y cómo se relaciona con el voltaje aumentado. el número "mAh" que se imprime (generalmente en los que tienen menos dinero) es para la batería interna, que tiene una potencia nominal de 3.7 V, no para la salida de 5V. Esa es una abeja que obtienes de mí.
respondido por el Asmyldof
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Como lo mencionan muchos otros carteles, un regulador de voltaje en el dispositivo de recarga es probablemente la causa de su curva de descarga impar. Dicho esto, tuve varios comentarios con respecto a sus métodos que son demasiado largos para caber en un comentario.

Le advierto contra su método de prueba por dos razones:

  1. Como se mencionó en los comentarios, una resistencia no puede cambiar para adaptarse a la caída del voltaje del terminal a medida que se descarga la batería. Esto es crucial porque:
  2. Parece que no controlas una C-rate específica. Una especificación completa de la batería anunciará la capacidad de la batería a una tasa C determinada y una vida útil en ciclos para una profundidad de descarga fija.

Si está descargando estas baterías a una velocidad de 1 amperio, entonces absolutamente podrá encontrar que algunas baterías tienen una capacidad por encima o por debajo de otras. La corriente de descarga causa \ $ I ^ 2R \ $ pérdidas en la batería, siendo \ $ R \ $ la resistencia interna de la batería. Personalmente realizaría las pruebas a una tasa de C / 10 o C / 20.

Aunque entiendo que 1 amp sería la tasa C / 20 para una batería de 20Ah mencionada en los comentarios, OP no ha establecido específicamente las tasas de C en ninguna parte de la pregunta y claramente no ha hecho ningún esfuerzo por controlar la tasa de C.

Como último punto con respecto a sus pruebas, su línea de "miliamoros" en su parcela es perfectamente lineal. Parece que acabas de multiplicar el "1 amperio" que estás disipando por tiempo. Como ya se mencionó muchas veces, claramente no está descargando a exactamente 1 amperio.

Si no va a ajustar la resistencia para extraer la corriente correctamente, al menos debe corregir la medición de capacidad en función de la corriente que esté midiendo. Debe medir el valor exacto de la resistencia, luego usar la ley de Ohm (\ $ I = V / R \ $) junto con el voltaje que está midiendo para calcular la corriente exacta que está fluyendo a través de la resistencia (y, desde Kirchoff , la corriente que sale de la batería), y multiplique eso por el paso de tiempo para mejorar medición de la capacidad.

    
respondido por el Chuck

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