Batteritester | 19/20

Baggrund:

Haldor Topsøe arbejder på at udvikle batterimaterialer til genopladelige batterier, der kan anvendes i mange forskellige applikationer. For eksempel elbiler og boremaskiner. Når batterierne kasseres efter flere års brug, fungerer mange af cellerne i batteriet stadig fint og det er derfor oplagt at genbruge disse. For at opnå den højeste værdi af batterier lavet af genbrugte celler, er det vigtigt at de enkelte celler er lige gode (eller dårlige), da det er de dårligste batterier, der begrænser batteriet.
 

Problem:

De tre vigtigste parametre er:
  • Startspænding. Hvis spændingen er under 1.6 V, har en række reaktioner i batteriet forringet kvaliteten markant.
  • Hvor hurtigt kan batterierne af- og oplade.
  • Hvor mange elektroner kan man hive ud af batteriet fra fuldt opladt til fuldt afladt.
 

Opgave:

Byg en opstilling, der kan måle de tre parametre. Start med at teste nye 18650 batterier. Hvis I når til at lade batterierne op, må I af sikkerhedsmæssige årsager ikke gå over 4.3 V.
Besøg i København, hvor vi skiller gamle batterier ad sammen.
Test brugte Li-ion batterier i 18650 format og inddel disse efter deres kvalitet
 

Første tanker:

Vores første tanker var at inddele vores arbejde i tre faser:
  1. Mål cellerne.
  2. Inddel kvaliteten af cellerne.
  3. Automatisering af processen.

Fase 1: Mål cellerne

Første fase går ud på at vi finder ud af hvordan vi måler cellerne. Det vigtigste er at vi finder ud af hvilke værktøjer vi bruge til at måle og hvordan vi opsætter en maskine der kan måle. Fase 1 er vigtig fordi den er essentiel.

Fase 2: Inddel kvaliteten af cellerne  

Anden fase går ud på at inddele de data vi får. Det vigtige I denne fase er at vi finder ud af efter hvilke faktorer vi inddeler efter.
 
Nogle af vores første tanker til inddeling var:
  • At give en score fra 1-10 indenfor hvert enkelt parameter vi måler efter.
  • At give en score fra 1-10 indenfor samlet score af hvert.

Fase 3: Automatisering

Automatisering af processen ville fremme vores effektive hvad angår lagring, testing og kategorisering af cellerne. Altså fase 3 er en måde at forbedre vores produktivitet.

Måden vi tænker at arbejde på automatiseringen er ved at tage det et skridt af gangen.

  1. Lav en liste af test som er nødvendige og sæt dem i rækkefølge.
  2. Brainstorm ideer til automatiske løsninger til de individuelle test samt transportsystem.
  3. Bygning og justering af automatisering.

Vi byggede en holder til cellerne ud af en skruetvinge, elektrikertape, og to jernplader med en bule i (til at sikre at vi har kontakt med cellen).

Vi brugte et multimeter til måle spændingen.

Vi brugte en strømforsyning til at oplade cellerne over 1A og målte med muttimeteret. Vi fandt ud af at du ikke kan give strøm til en celle samtidig med at du måler med muttimeteret. Derfor opladede vi cellen i 10 minutter og derefter målte.

Afladning:

At aflade cellerne var en smule svære. Vores første idé var at koble hvad enten vi kunne finde af ting der krævede elektrisk energi. Vi fandt derfor 6 servo-motorer og satte dem til cellen i en serie-forbindelse, men vi fandt hurtigt ud af at det ikke virkede særlig godt da motorerne ikke trak meget strøm. Vores andet forsøg var at tage noget mere strøkrævende som en blender, men modtanden i blenderen var for stor til at danne et kredsløb. Derfor skulle vi finde en måde at trække så meget strøm som cellen vil tillade.

DTU Camp Ballerup:

I mellemtiden tog vi på DTU Camp Ballerup for at se et lignende projekt som kører der. De viste os en små ting til at gøre tingene nemmere.

  • Vi fik en batteriholder der gjorde det nemmere at have cellerne på plads.
  • Vi fik en nem måde at inddele cellerne på:
    1. Inddel cellerne i fem kategorier efter spændingen vi fandt dem i. Kategorierne er [0,0-1,5 = ubrugeligt (bliver smidt ud)], [1,6-2,1 = dårligt], [2,2-2,9 = fin],  [<=3,0 = god]
  • Det er en god idé at have “balanced charger” der kan både oplade og aflade cellerne sammen, med en kontrolleret Ampere output. Vi foreslår at købe en “ISDT balanced charger”, men da fragten tager for lang tid har vi ikke kunne bruge den i vores projekt.
  • P.g.a. sikkerhed burde der være en modstand mellem cellerne hvis der bliver opladet mere end en celle af gangen
  • Den mest effektive måde at aflade cellerne er med joule-varme (modstands-varme)

Efter DTU:

Vi besluttede os for at lave en variablemodstander som kan justere efter hvor meget cellerne kan holde til. Vores variablemodstander viste sig at være meget sværere end vi lige troede.

Skriv et svar

two + 13 =

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.