TL; DR: Saya perlu sesuatu untuk melepaskan kira-kira 160A pada 14V ke, atau 2,24 kilowatt. Setiap komentar, atau jawaban, dengan a) sesuatu yang bisa saya masukkan ke dalam kilowatt, b) beberapa cara saya dapat memodifikasi item umum untuk mengambil 2kW DC pada 160A, atau c) cara lain untuk mengukur baterai max saat pengosongan kontinu saat ini akan sangat dihargai.
Sayangnya, sejumlah besar orang lain di Internet yang memiliki masalah ini berurusan dengan ampli yang jauh lebih sedikit (160A cukup gila.) Jadi, setiap komentar untuk "hanya google saja" atau mirip dengan pertanyaan yang diajukan sebelumnya tidak dihargai.
Baru-baru ini saya membeli baterai besar, baterai LiPo 4 sel Hobbyking Multistar 16000mAh. Sayangnya, HobbyKing terkenal karena menggembungkan spesifikasi produknya. Output kontinu maks bervariasi terdaftar sebagai 15C (yang akan menjadi 15C * 16000 mAh = 15C * 16Ah = 240 amp) dan 10C (yang akan 160A). Tegangan baterai harus berkisar dari 4,0V hingga 3,2V per sel selama penggunaan, jadi 16V hingga 12,8V.
Saya berharap bahwa output kontinu setidaknya 10C, atau 160A, tapi saya tidak tahu apa itu. Orang dengan berbagai cara melaporkan keluaran aktual baterai Multistar mulai dari 10C hingga 3C, dan ada kekurangan data uji aktual dan terlalu banyak data anekdotal. Saya berharap untuk menguji ini sendiri dengan membuang 2kW ke dalam sesuatu dan mengukur arus sepanjang waktu.
Pada dasarnya, saya perlu sesuatu untuk melepaskan kira-kira 160A pada 14V ke, atau 2,24 kilowatt. Saya telah mencari hal-hal yang membutuhkan daya dalam kisaran kilowatt, dan menemukan bahwa gelombang mikro (~ 1kW), oven (~ 1.5kW), alat-alat listrik (~ 500W-2kW), proyektor (400W-4kW), dan pengering rambut (~ 1-2kW) adalah taruhan terbaik saya. Saya tidak yakin bagaimana cara menghubungkan baterai saya ke semua ini sekalipun. Jelas baterai mengeluarkan ~ 2.2kW DC pada 160-ish amp. Saya tidak tahu apa yang diinginkan oleh pengering rambut saya, atau bagaimana cara mendapatkannya dari DC, tanpa banyak pekerjaan. Saya juga mengerti bahwa ini akan jauh ke jangkauan ilmuwan gila, dan mungkin akan menghasilkan ledakan dingin.
Apakah ada cara yang lebih mudah untuk menguji kapasitas baterai saya? Dalam jangkauan saya memiliki pengisi daya baterai LiPo (sayangnya, angka debit maksimum 1A), kebetulan yang lumayan, banyak peralatan rumah tangga, sejumlah catu daya, proyektor 400W, dan bengkel dengan jumlah peralatan listrik / peralatan listrik yang layak.
Cara apa pun untuk menguji baterai saya akan sangat dihargai, termasuk cara untuk membuat pengering rambut saya mengambil DC, cara untuk melepaskan dua kilowatt ke dalam sesuatu yang bukan alat, dan cara lain untuk umumnya menguji karakteristik pelepasan baterai.
Saya tahu bahwa memasukkan satu kilowatt ke dalam peralatan rumah tangga sangat tidak praktis dan berbahaya jika Anda bodoh. Saya juga sekarang tahu bahwa itu juga sangat sulit. Sekarang saya sudah beralih ke keinginan untuk membuat, atau membeli, sebuah resistor besar.Untuk polisi keselamatan, saya tahu betapa berbahayanya 2kW. Saya selalu berniat bahwa setiap tes - baik itu pada resistor terbukti yang harus bekerja dengan baik atau alat rumah tangga - akan dilakukan di luar, di tanah yang tidak mudah terbakar, dengan alat pemadam kebakaran, di mana jika sesuatu meledak saya dapat membuat video yang cantik dan bagikan dengan Internet sebagai ganti mati akibat sengatan listrik dan membakar rumah saya. Saya juga tahu bagaimana 2kW dapat melelehkan benda dan telah menangani energi pada skala ini sebelumnya. Saya bukan seorang tukang listrik dan saya tahu batas kemampuan saya, tetapi saya tahu cara menangani 2kW sampai titik di mana yang terburuk yang bisa salah adalah beberapa ratus dolar barang yang sia-sia dan video ledakan yang cantik di Youtube.Saya sangat sadar bahwa ada kemungkinan sangat tinggi bahwa baterai, atau apa pun yang saya tempelkan 2kW, dapat meledak, dan saya akan membagikan videonya kepada Anda semua ketika (jika) itu terjadi.
Jawaban:
Untuk menghilangkan pada 14 V Anda memerlukan resistor dengan resistansi R = V 21kW 14V . Anda dapat membeliresistor0,25Ω1kWdi Digikey dengan harga $ 54,95 (Bagian no. FSE100022ER250KE).R=V2W=(14V)21000W=0.196Ω 0.25Ω 1kW
Menggunakan dua atau 3 dari mereka secara paralel akan menghilang yang ada di dalam 5 % dari tujuan Anda dari 2,24 k W . Jika Anda menggunakan 0,25 Ω resistor maka arus akan 14 V2.35kW 5% 2.24kW 0.25Ω . Jadi Anda akan membutuhkan 8 AWG atau kawat yang lebih besar untuk setiap resistor.14V0.25Ω=56A
Atau Anda dapat membungkus beberapa kawat Nichrome di sekitar inti suhu tinggi (seperti blok cinder) untuk membuat resistor daya Anda sendiri. PDF ini memberikan beberapa informasi tentang kawat NiChrome. 14 AWG NiCr. Kawat memiliki resistansi per kaki. Nichrome-Sebuah kawat memiliki titik leleh sekitar 1800 ° F . Jika kita menjalankan sekitar 29 A melalui kawat, kawat akan memanas hingga sekitar 1400 ° F yang meninggalkan 400 ° F margin.0.1587Ω 1800°F 29A 1400°F 400°F
Jika Anda menjalankan 5 helai di masing-masing Anda akan memiliki 160 A dan berada di suatu tempat di 1400 ° F jangkauan. Untuk membuat 32 A kita perlu resistansi kawat menjadi 14 V32A 160A 1400°F 32A . Untuk membuat0,4375Ωkita membutuhkan panjang kawat menjadi0,4375Ω14V32A=0.4375Ω 0.4375Ω (2ft 9in). 2,76ft⋅5untai paralel=13,8ft. Bungkus masing-masing dari 5 helai di sekitar blok cinder sehingga mereka tidak menyentuh atau secara alternatif menggunakan 5 blok cinder terpisah.0.4375Ω0.1587Ω/ft=2.76ft 2.76ft⋅5 parallel strands=13.8ft
Kawat setiap untai ke baterai secara paralel menggunakan setidaknya 12 kawat AWG untuk setiap koneksi. Jangan membuat koneksi dengan sesuatu yang bisa meleleh seperti kabel jumper dengan pegangan plastik. Selain itu, kawat tembaga harus dijalankan secara fisik terpisah di area dekat NiChrome karena kemungkinan beberapa isolasi akan meleleh.
Anda dapat membeli spool 21 kaki dari 14 kawat AWG NiChrome dari McMaster seharga $ 19,13. ( Bagian no. 8880K11 ) Atau Anda dapat membeli pada spool 20 ft dari Jacobs Online seharga $ 15,00 .
sumber
Masalahnya adalah dua kali lipat: Anda membutuhkan perangkat yang dapat menyediakan beban yang sesuai, dan Anda perlu mengatur panasnya.
Untuk uang saya, saya akan melakukan yang berikut (tetapi lihat peringatan penting tentang baterai arus pendek di bawah !!):
Ambillah kawat tipis panjang (misalnya, kawat "magnet berliku" yang dapat Anda beli di Radio Shack sekitar 9 dolar - https://www.radioshack.com/products/magnet-wire-set?variant=5717684613 ). Set ini berisi sekitar 100 kaki masing-masing 22, 26 dan 30 pengukur tembaga. Resistansi dari kabel ini adalah 53, 134, dan 339 Ohm / km, masing-masing.
Untuk mendapatkan arus 160 A dari sumber 14 V membutuhkan resistansi beban total 14/160 = 88 mOhm. Itu berarti bahwa sedikit lebih dari 1 meter dari yang paling tebal dari kabel-kabel ini akan memberikan beban yang tepat - tetapi tidak mungkin Anda bisa mengeluarkan panasnya. Anda membutuhkan area permukaan yang cukup - jadi saya akan merekomendasikan Anda menggunakan pengukur tertipis, gandakan kabel, sehingga Anda berakhir dengan sejumlah kabel secara paralel menyediakan beban. Anda kemudian bisa menyatukan ujung-ujungnya (Anda harus mengikis sedikit enamel agar dapat disolder ke kabel-kabel ini) dan meletakkan sepotong perekat berlapis panas yang menyusut di sekitar persimpangan. Gunakan kabel yang sangat tebal (beberapa helai 6 AWG) untuk menyediakan koneksi ke baterai Anda, atau Anda akan mendapatkan kerugian besar di mana Anda tidak menginginkannya.
Sekarang rendam semuanya dalam bak air besar. Air murah, dan memiliki kapasitas panas yang sangat tinggi. Insulasi pada kawat akan memastikan semua arus mengalir melalui tembaga, dan sekarang Anda memiliki area yang cukup untuk membuang panas ke air di sekitarnya. Jika Anda memiliki baterai 16000 mAh, baterai harus mampu menyediakan 160 A selama 0,1 jam atau 6 menit. Pada saat itu, Anda pada prinsipnya akan menghilangkan total 160 * 14 * 360 = 806 kJ, atau sekitar 200 kCal. Jika Anda merendam alat ini dalam 5 liter air (ember), panasnya akan mencapai 40 C; itu bisa dikelola.
Perhatikan bahwa baterai korsleting sangat berbahaya - benda-benda ini memiliki kimia yang rapuh dan dapat meledak. Pastikan Anda memiliki peralatan pemadam kebakaran yang tepat dan perlindungan pribadi.
Akhirnya - berapa banyak kabel yang Anda butuhkan jika Anda memiliki total panjang 100 kaki?
Jika kita berasumsi bahwa Anda memotong N kabel dengan panjang sehingga resistansi akhir adalah R , maka untuk resistan per satuan panjang ρ kita menulisℓ R ρ
Kita juga tahu bahwa panjang totalnya adalah , yang diberikan 100 kaki ( L ). Kita sekarang dapat menyelesaikan untuk ℓ :Nℓ L ℓ
Dengan angka-angka di atas, Anda ingin memotong kawat pengukur 30 menjadi 11 buah dengan panjang masing-masing 92 cm; 11 kabel ini secara paralel akan memberi Anda perlawanan 84 mOhm, sangat dekat dengan nilai yang Anda butuhkan. Dan saya yakin Anda akan memiliki beberapa mOhm kerugian di tempat lain.
Akhirnya - Anda mengisi baterai, menentukan jumlah air dalam ember, sambungkan semuanya dan berdiri bersih. Ketika arus berhenti mengalir, Anda akan dapat mengukur kenaikan suhu dalam ember dan Anda akan tahu berapa banyak energi yang dapat Anda transfer dari baterai ke air.
Jika berat ember kosong adalah E, dan ember penuh adalah F, maka massa air adalah F - E, dan jika kenaikan suhu (dalam ° C) adalah , maka total energi adalah F - EΔT
Di mana beratnya dalam kg dan perbedaan suhu dalam Celcius.
Bagi energi dengan waktu dalam detik dan Anda akan memiliki kekuatan rata-rata.
Saya tidak memiliki saran yang baik untuk mengukur arus besar secara langsung kecuali Anda memiliki alat yang sesuai (lihat misalnya artikel ini untuk beberapa petunjuk). Kebetulan biasa tidak akan melakukannya ... Anda tidak ingin meletakkan apa pun langsung di jalur arus besar.
MEMPERBARUI
Pertanyaannya - "dapatkah kawat tipis seperti itu menghilangkan panas ini" dapat dijawab secara analitis.
Menurut makalah ini , kawat tipis dalam air (di mana air yang diperbolehkan untuk mendidih) dapat menghilang . Jika kami menganggap kawat magnet Anda diberi peringkat hingga 180 ° C dan air pada 30 ° C, Anda memiliki gradien termal 150 ° C. Untuk menghilangkan 2 kW, area yang kita butuhkan adalah2⋅105 W/m2/C
Kawat 30 AWG memiliki diameter 0,254 mm, sehingga luas permukaan per meter panjangnya. Panjang total 30 m membuatnya seluas 2,4 ⋅ 10 - 2 m 2 ; ini jauh lebih dari yang kita butuhkan. Jadi, bahkan jika koefisien konduktivitas termal jauh lebih rendah (katakanlah, nilai "tidak mendidih" 8 ⋅ 10 3 W / m 2 / C dari artikel yang sama) masih cukup untuk mengeluarkan panas.8⋅10−4 m2 2.4⋅10−2 m2 8⋅103 W/m2/C
Perhatikan bahwa dua kabel yang membawa arus dalam arah yang sama akan menarik: ini dapat menghasilkan pengurangan area yang tersedia untuk pembuangan panas. Anda mungkin ingin bereksperimen sedikit dengan ini (mungkin tali manik-manik kecil di kabel untuk memisahkannya).
sumber
Saya memilih untuk menjawab bagian dari pertanyaan Anda yang telah diabaikan oleh jawaban lain "Apakah ada cara yang lebih mudah untuk menguji kapasitas baterai saya?" Ya, Anda sudah memiliki sarana untuk menguji kapasitas baterai Anda dengan fungsi pelepasan pada pengisi daya baterai LiPo Anda pada tingkat 1A (ikuti petunjuk mfr). Atau cukup dengan debit 1A dan beri waktu dengan stopwatch. Itu harus menjadi sesuatu yang dekat 16000mAh pada tingkat debit rendah dan jauh lebih rendah pada tingkat yang lebih tinggi.
Tolong jangan mengukur kapasitas terlebih dahulu, pada tingkat rendah, untuk memastikan bahwa Anda memang memiliki paket 16000mAh.
Tingkat debit maksimum 10C, 15C, dll ditentukan seperti itu karena suatu alasan. Ini bukan nilai Amp tetap, itu tergantung pada kapasitas dan kondisi paket tertentu pada saat itu. Ini adalah spesifikasi 'fuzzy' yang dipilih untuk keamanan dan keandalan, bukan diukur. Itu sebabnya Anda tidak pernah melihat tingkat debit maksimum 11,2C.
Hanya karena Anda dapat melepaskan pada tingkat tertentu, tidak berarti Anda harus melakukannya. Sangat mungkin untuk melepaskan pada tingkat yang sangat tinggi satu kali tanpa sesuatu yang tampaknya mengerikan terjadi. Namun panas dan stres bisa menciptakan titik lemah yang akan menyebabkan kebakaran hebat pada saat Anda mencoba tes yang sama.
Semua beban tidak setara. Penguji beban tumpukan karbon (yang akan saya rekomendasikan jika Anda melakukan tes) adalah beban resistif murni, tetapi motor adalah beban yang sangat induktif dengan paku EMF belakang dan komponen kompleks lainnya yang mungkin atau tidak dapat dibawa kembali ke baterai. lebih dari ESC tergantung pada seberapa baik disaring.
Kesimpulannya, Anda mungkin tidak perlu menjalankan tes yang Anda rencanakan. Cari tahu berapa banyak saat ini aplikasi Anda benar-benar menarik kasus terburuk. Jika kurang dari 32A, Anda baik. Jika lebih, Anda mungkin baik-baik saja, tetapi tes terbaik hanya untuk mencobanya pada perangkat keras yang sebenarnya dan lihat berapa lama itu berjalan. Di lingkungan 160A, peringatan berikutnya ini BUKAN hanya boilerplate. Dalam hal apa pun Anda tidak boleh melebihi peringkat saat ini dari setiap kabel, konektor, atau komponen. Tes pada permukaan yang tidak mudah terbakar dari apa pun yang tidak mampu Anda bakar.
Jika Anda benar-benar ingin "c) cara lain untuk mengukur arus luahan maksimum terus menerus dari baterai" (bukan arus pelepasan aman) dan tidak mau atau mampu memberikan parameter tambahan seperti impedansi beban, maka hanya ada satu cara. Kabel pendek mati atau busbar pendek tebal. Ukur arus dengan penjepit pada meter induktif sampai mencair. Metode apa pun dengan tahanan beban, bahkan shunt resistor yang sangat kecil saat ini tidak akan mencapai maksimum yang sebenarnya.
Ini hampir pasti merupakan tes destruktif dan nilai hasil apa pun meragukan. Jika kami tahu lebih banyak tentang informasi apa yang Anda coba dapatkan dengan melakukan tes ini, kami dapat memberikan Anda jawaban yang lebih berguna.
sumber
Google untuk "resistor pengereman dinamis". Mereka tidak murah, tetapi mereka tersedia hingga hanya satu atau dua ohm dan hingga multi-kilowatt. Mereka pada dasarnya adalah pemanas besar, tetapi yang menyenangkan adalah Anda dapat menentukan hambatan, arus, dan daya yang Anda butuhkan.
sumber
Anda mungkin menggunakan tester beban. Perangkat ini dirancang untuk menguji baterai kendaraan dan alternator dan dimaksudkan untuk menangani ratusan amp di kisaran tegangan Anda. Mereka pada dasarnya penghambat tumpukan karbon besar di dalam kotak dengan ammeter dan voltmeter. Yang 500A bisa didapat sekitar $ 50 (contoh 1 2 ).
Satu-satunya masalah adalah Anda akan lebih lama dari siklus tugas yang dimaksudkan. Mereka dirancang untuk menangani beban itu selama 30 detik atau lebih (mulai mesin saat ini puncak) daripada 4-6 menit Anda akan mengukur, meskipun unit ini dirancang untuk 6KW, sehingga Anda bisa menjalankannya selama satu menit atau jadi, biarkan dingin selama beberapa saat, dan ulangi sampai baterai terkuras.
sumber
Your mains-powered appliances (hair dryers, et.al.) aren't really suitable loads for a 14V battery. They are designed for 120V (or 240V) power and will consume < 10% of their rated power down at 14V.
When I checked Ebay a few minutes ago, there appear to be plenty of those 100W power resistors in nice aluminum cases that could be bolted to a big heat sink. You could get 25 of those things and wire them in parallel. Chose a resistance that will parallel to 0.0875 Ohms. Dunno if this is worth the expense?
Or you could try to find a place that sells appliance repair parts and get a roll of heavy Nichrome wire and make your own 0.0875 Ohms resistor.
But, as others have already said, fooling around with 160A is no place for amateurs. You could kill yourself AND burn your house down at the same time. EXTREME CAUTION IS STRONGLY URGED!
sumber
Do you really have to discharge the battery at that rate? If you just want to check what Ah you really have, why not do it at a lower current, but over more time? I did something similar with some 18650 Li batteries I bought on ebay. I wanted to check what I really had, so just set up a circuit to drain them at around 500mA and measured how long that took. A lot easier (and safer) than basically shorting them out!
You could use a couple (or 3) of those 100W resistors to give you 10A-20A drain and see what happens. That would at least give you a 'ballpark' figure for the battery.
sumber
14vdc @ 160a is in the range of a standard car starting battery. Get a 3KW 12VDC to 120VAC power inverter (google it - these exist) then use a 2KW 120V heater as load. You will have to use the shortest length of massive #0 or #00 gauge copper wire to connect it to the battery. You will also need a 100Amp-to- 1Amp shunt resistance standard (it is an electrical tool) to measure this much current accurately. If you attach your Fluke meter to the shunt and it reads 1.6Amp then 160Amps is flowing across the shunt. The only problem is if the battery is too incapable then it may not support the 3KW inverter for very long. Hopefully this is not some hobby battery, these specs are for a full sized electric vehicle segment lithium battery. These also exist. Don't forget 16.000 amp-hours is also 1amp for 16hours as well. How fast is determined by the battery cell's internal resistance.
sumber
There are electronic loads out there that can dissipate that kind of power indefinitely, like the EL series from Kepco: http://www.kepcopower.com/el.htm
They aren't cheap, but they are very good at pulling constant current, voltage, power, pretty much whatever you need. I'm pretty sure they are controllable over a serial connection as well.
sumber
If you have an open coil resistor handy, but it's too high resistance and too low current capacity for your needs, you can tap it thusly:
You're dividing the resistor into n segments, which will make the whole suitable for the same wattage at 1/n voltage.
The gory details: If the pack is resistance r, then resistance of each segment will be, obviously, r/n. So with all of them in parallel, resistance is (r/n)/n. Sorry, can't find superscript in the app.
.
sumber
You seem to be missing some simple calculations. The test resistance required is
This will give a load of
A mains device with this resistance would have a power rating of
At 240 V the power would be four times that (due to the square term) = 658 kW = 0.6 MW. You won't find these in your kitchen.
Since you have an application already I suggest you come up with a method to use your real load as the test.
sumber
I would use a step-by-step approach. That means using loads incrementally and measuring voltage drop and calculating the internal resistance of the battery, then extrapolating theoretically for larger loads. And ony after that, if calculations shown good safety margin, i would try a high current load approach.
Lets give some example: To calculate the battery internal resistance is very simple using an ammeter (not necessay precision) and a digital voltmeter (here is necessary to have at least four digits value display, but again, precision is not very important, only the number of digits), and two low-value resistors. Can be two 12V 55W car bulbs. The approach involve using the voltmeter in parallel with the battery, ammeter in series with the bulbs, and taking two measurements: one with only one bulb, and the second with two bulbs in parallel. From the current and voltage results we can calculate the internal resistance of the battery: Ri = dV / dI ; (dV = V1-V2; dI = I2-I1).
Now that you have calculated the battery internal resistance, you can approximate the battery internal dissipation of power (heat) at 160A using the well-known formula: P=I2R, where: P will be internal battery dissipation, in watts; I squared is 160A squared that means 25600; R is the previously calculated resistance, in ohms.
If P result is larger then 100W for a small battery (200-400 grams), i would not even try taking 160A from it. If is a quite large battery (more than a kilogram for example) is should safely absorb the 100W for a few minutes that means it will work okay. Of course, other detrimental effects may appear at high currents, but i'll give it a try.
sumber
I looked up the specs for your battery. There is one serious difference. The spec calls for a constant discharge rate of 10C, not a continuous discharge rate of 10C. What this means is that you can discharge the battery at 160A until the battery is discharged.
They also have a peak discharge rate of 20C for 10secs. Using this to estimate the length of time at 10C, I would guess 40secs.
I had a chat with a CSR of Hobbyking and he reassured me that it was safe to use a discharge rate of 160A, however, he was evasive as to how long the battery would be able to deliver it (the theoretical is 6 min max).
I would be surprised if it even last a minute. This is a "far cry" from continuous. You may not even have enough time to measure anything.
Another approach (and safer), is to determine the battery's internal resistance(Ri). Once this is done, it is very simple to calculate the max discharge rate (Is = Vo/Ri).
To find the internal resistance, measure the no load voltage (Vo). Use a 5 ohm load resistor and measure the voltage under load (Vl) and the current(I). Ri = (Vo-Vl)/I.
As an example, Vo = 16v, Vl = 14.55v, and I = 2.91A. Ri = (16 - 14.55)/2.91 = .498ohms. Using this value of Ri, one gets the peak discharge rate of (16/.498 = ) 32.18A.
sumber
An automotive starter motor (especially for a big engine) can easily draw that amount of current, and in the 14V range too. The only problem is that all that energy has to go somewhere. If you rigged up a starter motor with the shaft locked to prevent rotation, it will draw its peak (stall) current, but all that energy is going to go into heat in the windings, so it can't operate like that for more than a few seconds at a time without cooking itself. If you could rig it to drive some sort of mechanical load - maybe a big fan or something, then it could run longer because most of the power will be dissipated into the load, but then you'd need a really big motor and hefty mechanical load or it won't draw the target current.
If you're working on a drone and you already have the motors and propellers for it, maybe the solution is to build a static test rig to lock down the drone so it can't move, insert your electrical performance monitoring (current/voltage) equipment into the circuitry, and "fly" your drone in the rig.
sumber