Hallo ACDC,
das Projekt ist in Planung. Nächste Woche sind erstmal Prüfungen, davor mache ich garnichts.
Ansätze habe ich viele Ich stelle später ein paar Links in den Beitrag.
Im Prinzip ist es so: Die Spannungen am Akku werden überwacht. Bei einer Ladeendspannung von > 1,5V pro Zellenstufe komme ich auf einen Überwachungsbereich zwischen 11V (Minimalspannung, ab dann gilt das Pack als leer) und 20V (mehr wird's wohl hoffentlich nicht werden ) D.h. es werden 11V mittels Zenerdiode von der Akkuspannung abgezogen und der Rest dann mittels Spannungsteiler auf einen Eingang des atmega8 gegeben.
Weiter wird ein Shunt in die Ladeleitung eingeschleift. Die an dem Shunt abfallende Spannung wird mittels OPV oder dem 20x Gain vom atmega8 verstärkt und auf den ADC vom atmega8 gegeben.
Jetzt das Problem: Ich habe hier shunts mit 0.2 und 0.13Ohm. Die Verlustleistung wäre bei 12V aber über 15W und das ist einfach zuviel. Wenn ich an dem Shunt einen maximalen Leistungsabfall von 5W (Schmerzgrenze) haben möchte:
P = I² * R
R = P / I²
R = 5W / 144A²
R ~ 0.034R
Die dabei zu verstärkende Spannung ist:
U = R * I
U = 0.034R * 12A
U = 0.41V
Diese Spannung kann wieder vom µC gemessen werden, entweder per OPV oder diff gain.
Allerdings ist mir die Sache etwas unheimlich geworden. 12A ist ein verdammt hoher Strom und schon bei einem Widerstand von von <50mR fallen 0.5V ab. In diesem Bereich liegen allerdings schon die Übergangswiderstände an den Steckern etc...
Im Moment tendiere ich dazu, Widerstandsdraht bei Conrad zu kaufen. Der Shunt besteht dann aus mehreren Drähten paralell die die Abwärme verkraften und wird an einer Seite der Platine aufgespannt.
Die PWM Steuerung, über die eigentlich alles geregelt wird, ist mir noch unklar. Ich habe ungefähr 8 verschiedene N-/P-Mosfets gekauft die Laut Datenblatt alle im Bereich >60A liegen, einer sogar bei 120A. Vom R_DS_on habe ich also keine Bedenken. Allerdings darf die PWM Frequenz nicht zu niedrig sein. Der Atmega verkraftet an dem Ausgang maximal 20mA, was entschieden zu wenig ist. Ich habe hier diverse Beiträge gelesen, das nonplusultra scheint ein Treiber zu sein. Das ist mir allerdings zu teuer. Ich möchte diesen Treiber diskret aufbauen, allein schon um etwas zu lernen und im Fehlerfall nicht auf einen bestimmten Baustein angewiesen zu sein. Mir schwebt also eine mittels Transistoren aufgebaute Push-Pull Stufe vor, d.h. BC548 als pnp und npn die das Gate auf V+ und GND ziehen. Das Problem ist, dass diese Kleinleistungstransistoren maximal 500mA verkraften. Hier im Forum wird von 1-2A zum Ansteuern gesprochen, was natürlich viel mehr ist. Stärkere Transistoren brauchen wieder einen höheren Basisstrom und haben eine kleinere Verstärkung...
So werde ich es erstmal probieren.
Programmtechnisch stelle ich mir die Angelegenheit sehr einfach vor. Der µC kontrolliert laufend Strom & Spannung. Der Strom wird dabei konstant gehalten, für erste Tests werde ich mit 2A arbeiten (soll ja nicht direkt brennen). Die Spannung wird gemeßen. Wenn die Spannung beim Start einen bestimmten Wert überschreitet, z.B. 13V, dann wird der Ladevorgang nicht gestartet weil der Akku wahrscheinlich voll ist. Ansonsten wird geladen...
Dabei wird die Spannung laufend gemeßen. Es wird der Mittelwert von 4 Meßungen gebildet. Wenn aufeinanderfolgende Spannungswerte über einen bestimmten Zeitraum nicht wesentlich ansteigen, wird die Ladung beendet.
Wozu ich noch keine Idee habe:
- Eine Verbindung zum Rechner zum Debuggen und optimieren der Werte.
- Einen Balancer für die Zellen. Die Zellen driften jetzt schon trotz C/10 Ladung auseinander, Werte von 1,0V - 1,32V. Werde einen li-ion balancer anpassen.
- Spannungsquelle. Aktuell liefert diese nur 27V/10A.
- Eventuell Step-down statt hartes durchschalten mittels FET. Habe aber schlechte Erfahrungen gemacht, die Spulen brennen immer.
Übrigens: Die Reflexladung scheint nicht soviel zu bringen, wie immer behauptet wird.
Ich stelle später ein paar Links in den Beitrag.
) D.h. es werden 11V mittels Zenerdiode von der Akkuspannung abgezogen und der Rest dann mittels Spannungsteiler auf einen Eingang des atmega8 gegeben.
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