LiPoバッテリーにまだどれだけのジュースが残っているかを知るにはどうすればよいですか?


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LiPoバッテリーから電力を引き出す回路があるとします。バッテリーの電力がどれくらい残っているか知りたいのですが。理想的には、電圧に対する電力レベルの回路が最適です。このようにして、その回路の出力をArduinoのADC入力に接続できます。

回答:


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正直に言うと、電圧を測定して特許を取得するだけで、これを確実に行う方法を見つけた場合、再度作業する必要はありません。バッテリーに残っている利用可能なエネルギーは、端子電圧と大まかに関係していますが、バッテリーの温度にも依存します。

バッテリーの充電状態を判断する一般的な方法は、クーロンカウンターを使用してセルに出入りする充電をカウントすることです。これにより、バッテリーの充電状態をより正確に推定できますが、実際に利用可能なエネルギーは温度に依存します。低温では、バッテリー容量は公称値の50%未満になる場合があります。デバイスの例は、ST STC3100です。これは、I2Cインターフェイスを使用してプロセッサと通信します。クーロンカウントは、充電/放電サイクルにわたってセルに出入りする電流を積分することによって実行されます。バッテリーがいっぱいになったことがわかれば、使用された充電量を推定できます。


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イアンはこれを釘付けにしたと思う。より簡単だが正確性の低いハックを探している場合は、現在のシャントを使用できます。これは非常に低く、非常に正確な抵抗(0.1オームなど)で、バッテリーと直列に接続します。その後、Arduinoを使用して、バッテリー電圧とシャント両端の電圧差を測定できます。それらを10 Hzでサンプリングすると、瞬時電力を計算できます。時間をかけて追跡します。負荷と温度がほぼ一定であれば、真の値の10%以内に収まる可能性があります。
-pingswept

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この提案は、クーロンカウンターの独自のバージョンを効果的に展開しています。問題は、アナログ信号がADC入力電圧範囲内に収まり、その範囲の妥当な範囲をカバーするように、シャント抵抗電圧にアナログ信号レベルシフトと増幅を追加する必要があることです。
uɐɪ

@Ian:真実。おそらくいくつかのノイズフィルタリングも必要です。
-pingswept

@pingsweptカルマンフィルターは素晴らしいでしょう
NickHalden

@JGord、可能性のある多くの推定量があります(カルマンフィルター、カルマンフィルターの拡張、予後診断手法、スライディングモードオブザーバーなど)。それはすべて、バッテリー電圧の振る舞いを推定するために使用する回路モデルに依存し、回路パラメーター値を見つけ、それらを経時的に追跡します。問題は、モデルの精度が高いほど、耐ノイズ性が高くなり、モデル化されていない特性を考慮しようとすると、より多くのCPUパワーとデータが必要になることです。
ジョシュア

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大きな問題は、ほとんどの時間、出力電圧がかなり平坦なままであることです。したがって、非常に優れたA / Dがない限り、直接監視することはできません。そのため、ラップトップなどではクロックを使用して残りの電力を測定する傾向があります。

「バッテリー放電曲線」を検索すると、グラフを見つけるのは非常に簡単です

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


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たくさんのLipoセルで構成される大きなバッテリーで私が今していることは、次のとおりです。最初に充電します(最大電圧についてはセルのデータシートを参照してください)。次に、スコープに接続された電流クランプを使用し、バッテリー電圧を測定しながら、大きな抵抗器でバッテリーを消耗します。バッテリーのカットオフ電圧で定格されたバッテリーと並列の電源があるので、さらに先へ進むことが推奨されないポイントまでバッテリーを完全に使い切るためにセットアップを残すことができます。スコープ(一部のFluke、モデルがわからない)を使用すると、時間の経過に伴う電流を記録できるため、容量を決定できます。容量が決定したら、使用中の電流と電圧を常に記録するため、残っている電荷をより正確に見つけることができます。


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これらの答えはあまりにもいいです。

商用ソリューションの方が安いことがわかります。

ラボでは、デバイスの負荷を測定できる場合、デバイス内に充電メーターを配置する必要はありません。

例:単純な電力負荷スキーマ

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

Arduinoが2つの状態を命令する場合-またはデジタルデータを読み取ることができる場合-ビンゴ。

Arduinoはそれらの時間を計測し、これら2つのカウンターに追加します:待機時間、フルタイム。

お使いのデバイスがバッテリーから吸ったジュースの量を計算する簡単な数学。


これは、デバイスの負荷が固定され、予測可能であることを前提としています。
コナーウルフ

平均負荷がほぼ固定、たとえば+-5%であると仮定します。通常、これは完全なadc電荷測定よりも単純で安価であるため、許容範囲内です。正確な測定が必要な場合は、より多くの時間とお金を投入してください。
マッシモ
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