关于电源的那点事
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之前有朋友问我电源的事情,其实搭建一台车模,电源还是很重要的,下面浅浅地讨论一下。
我先举个例子说明一下啊。
假如我使用大疆出厂的RM35电机,每只电机启动时的瞬间电流将达到16A,4只电机就是64A,1536W的瞬间功率。要达到这样的输出电流能力,市面上达得到这个要求的电池基本上就是航模、车模电池,比如格氏电池(在基地那个无人机上面用的也是这个电池),10Ah的卖1000元,瞬间放电电流250A,持续放电100A。平衡小车之家自己也定做了电池,价格是20Ah 689元,最高持续电流是60A,只要不虚标理论上也可以。因为容量大的原因,电池重量和尺寸也要大。
20000mah电池参数说明:
1.电池组:22.2V 20000mAh;
2.尺寸:厚度71mm,宽度124mm,长度155mm
3.插头:DC5.5充电插头,T型放电插头;
4.放电性能:60A持续放电;
5.重量:2.4kg
可以清楚看到两者的差别。
如果电源的供给能力不够,就会出现这种状况:
这会导致实际响应(特别是加速响应)低于仿真计算的结果。所以说为了更好地发挥电机的性能,电池的放电能力一定要富裕。当然这也不是绝对的,在硬件上同样可以下功夫。比如车模加速过程中,电流接近指数下降,实际大电流工作的时间很短,所以在许多机器人上面其实搭载了超级电容模块,用来提高电源的瞬间放电能力和输出峰值功率。
接下来说一下DIY电池的事情。
先说一下,锂电池是由多个3.7V电芯串并联而成的,比如2500mAh的电芯,6串4并(6S4P)之后就得到了22.4V10Ah的电池,也就是我们常用的24v锂电。
另外,说电池一定离不开C数的概念,C数就是放电倍率,放电倍率=放电电流/额定容量。比如一只电芯容量2500mAh放电倍率4C,则其最大可持续放电电流就是2500*4=10000mA=10A.对于上面提到的这只6S4P电池,如果用这种4C的电芯的话,最大放电电流就是10*4=40A。像上面提到的两款电池格氏10Ah是25C,平衡小车之家20Ah是3C.
DIY需要找好的电芯,好的电芯放电能力够了,需要并联的节数也就少了,体积就会减小。DIY可以选用统一规格的18650电芯(Tesla上面也是18650),比如淘宝有一家代焊接日本松下动力型18650,一只价格18.5元。(注意嗷不是广告)发图纸就可以了。DIY电池的好处就是可以做任意规格的电池。
我上面举电芯的例子用的就是这只松下电芯,实际要80A电流的话,只要6S8P或者两个6S4P再并联就可以了,形状完全可以自己设计。
容量问题的话需要根据需求来计算,具体可以参见一篇论文:John·Piccirillo博士《选择机器人马达的艺术与科学》 P22-23
另外DIY电池充电是需要接保护板的,放电接保险丝。保护板价格不贵,像这种小电流的20元,不过充的慢。要冲快点的话用航模的平衡充。
其他的还有寿命问题其实我也搞不清楚。。。但是电池的好坏差别是相当明显的,比如有的充电宝就是不耐用,不管它的容量标大多大,有些甚至还虚标。
像这种松下的动力型18650我在平衡小车上面用过,没啥问题。听说国产的力神18650循环次数也不错。
更便宜的选择其实是电动车电池(10Ah/300元),但是实际放电能力和循环次数的话就难说了(手动狗头)
而一般当人们谈论性价比的时候,质量就很难保证了。
PS:平衡小车之家的电池巨像电动车电池,这是我研究这个问题的起源。。至于它好不好用,得问用过的人