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扫地机器人论坛|爸爸乐轻松_扫地机器人的百科全书

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[原创] Neato XV21扫地机改成锂电池组改造手记!(改造有风险,责任自负哦)     [复制链接]

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SHOW IT 我是麦霸 热心会员 第一次“设精” 我喜欢这儿 DIY达人 精英用户 产品评测组

发表于 2016-5-7 00:34:16 |显示全部楼层
本帖最后由 xwingfighter 于 2016-5-7 13:16 编辑

偶的爱机Neato XV21已经用了快3年了,前2个月就发现电池越来越不经用了,本来一次就可以打扫完全部的房间,现在打扫约20分钟就要回家充电了。我试了不少方法,把电池进行深度放电到自动关机,再重新充电12小时,反复3次循环,让电池恢复容量,但也没多大效果。电池应该是老化了,内阻太大,带载时压降大,引起机子判断电压不足,停止工作。
我到论坛上查找解决办法,发现有坛友尝试对XV14扫地机改造使用锂电池组,并且获得成功。偶从中学到了不少知识,并且认识了Lubol大师。通过论坛的QQ群,偶又向Lubol请教了锂电池组的改造方法,经过几番失败挫折,终于取得了成功!偶把改造过程记录下来,也算是抛砖引玉吧,希望对其他朋友的改造有所帮助。
一、首先进行扫地机参数检测和电池类型设置。
这里要先检测扫地机主板是否为64版,固件版本是否在3.1以上,如果主板不是64版而是113版,以下改造方法不适合。
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让扫地机工作到自动停止,暂时不要进行充电。

将XV21通过MiniUSB接口线与电脑的USB口连接,用Neato助手软件(论坛大神xmysz开发的软件,特别好用,安装使用方法参见帖子http://bbs.bblqs.com/thread-10319-1-1.html)联机,在命令行进行设置,SetConfig Battery Type 3把电池模从12节镍氢电池改成4节锂电池供电模式。
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断开重新连接,也能看到电池模式已经成功变为4节锂电池的模式,说明固件支持使用锂电池组。
Neato2.jpg


进行充电测试,并用Neato助手监测充电过程,观察充电截止电压,如果充电截止电压在16.5V左右,则可以直接更换为4节锂电池模式的锂电池,如果截止电压为18.6V则不能直接更换为锂电池。
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二、制作锂电池组。
先取出原来的镍氢电池组来,原装电池每组6节镍氢电池串联而成,电压7.2V,电量3200mAh。
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把电池组的插接头和测温热电偶拆下来,准备装在锂电池组上面。
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找出8节原来买的力神2600mAh动力锂电池,锂电池长度和镍氢电池组基本一样。全部充满电,电压在4.17V左右。
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用EBC-A10和四线测试架测量8节锂电池的内阻比较一致,都在23-26毫欧之间。
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用电烙铁把锂电池按照2并2串焊接起来,测温热电偶贴在电池外壳上,请忽略偶渣渣的焊工(18650两极很难焊牢固,容易脱落造成虚焊,此处省略3千字焊接过程)。焊好连线后,两端用透明高温胶带封上,防止误碰短路。
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焊好锂电池组后,装进扫地机内插好接头,就可以正常工作了,但由于我的XV21是恒流1.8A充电,充电速度太快,没恒压过程充到即停,导致停充后,锂电池组电压回落较大,只有15.6V左右。
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Neato14.jpg
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三、改造扫地机充电座的恒流板。
由于充电电流太大会造成停充后电池组电压回落较大,需要降低充电座的充电电流,将充电电流改小到0.6A-0.8A。

取下充电座的后盖板,就能看到里面的24V直流电源,恒流板在电源旁边的盒子里。
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把恒流板拆下来,和充电正负极触条连在一起。
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找到R7电阻,原始阻值12K欧,现在改为30K欧(卢伯指导改33K欧,我改后发现充电电流只有0.6A偏小,就稍稍改到30K欧)。
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R7原始阻值
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先焊上33K欧电阻,充电电流有点小了
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后来又换成30K欧电阻,充电电流稍有增加
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充电电流降到0.67A左右。充电速度降低,大约需要2小时40分钟充满电池,停充后电池组电压在16.15V左右。
33K欧时,电流0.6A充电过程:充电电流小时,充电速度较较慢,但停充后电压回落小。
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30K欧时,电流0.67A充电过程:充电速度略有增加,充满电时间稍短。
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四、拆开扫地机,改造锂电的充电截止电压。
单节锂电池充满电压应该是4.2V,以此计算4串锂电池充满电压应该是16.8V,由此可见降低充电电流后,电池组仍然没有充满。在卢伯的指导下,偶尝试拆开扫地机对主板进行改造,增加检测电阻的阻值,调高锂电池组的停充截止电压,使电池组能够充入更多的电量,打扫时间更长。

拆开XV21要拧下几十个螺丝钉,非常麻烦,还要注意不要弄混了。
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先取出滚刷和电池,再慢慢拆开机器,取出风机,分开上下壳,卸下激光头LDS,找到R62电阻,焊接R62串接4.7K电阻,调高停充截止电压。由于焊接技术渣,第一次焊好后,装好扫地机后进行充电,结果无法充电,又重新拆开机子查找原因才,发现是电阻虚焊了,重新焊接电阻,再安装回去(此处省略3小时的反复折腾)。
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改造后,充满电停止后,电池组电压在16.26V左右,比未改造时略有增加,但仍然没有达到理论值16.8V,等有时间再继续研究R62应该增加到多少阻值合适。
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五、拆开直流电源改造输出电压。
按照卢伯指导,还应该对电源进行改造,降低充电座的充电电压,从24V降到20.5V左右以免意外。本人暂时还没有进行改造,发现不改也能正常充电,就先偷懒,等有时间再进行降压改造。
改造方法是:拆开直流电源,找到R23和R23A,先拆除R23电阻,在R23A位加装68K电阻,将输出电压从原来的24V降低到20.5V,防止停充电路出现故障时,对电池组造成严重过充引发意外。

六、给锂电池组加装充放电保护板。
有论坛大神建议给锂电池组加装充放电保护板,以防充电时发生意外保护电池。给锂电池组加保护板,需要对2组电池统一考虑,要加装4串带平衡充的保护板,涉及电池连线和供电线路也要进行改动,比较麻烦,待下一步学习研究如何改造。

个人感觉不加保护板,由于扫地机的充电截止电压只到16.6V左右,对锂电池也不会造成过充,放电使用时,当电池电压低于14.4V左右时,扫地机会自动停止工作回去充电,暂时不加保护板,机器工作一切正常。

七、总结:
由于本人水平有限,这次改造历经波折,用了几天时间最后基本取得了成功,但还没改造到理想状态,需要以后继续完善,再次感谢Lubol的改造指导,希望我的经验教训对其他朋友的改造有所帮助,改造得更加完美。(改造有风险,责任自负哦!)

改造时拍照匆忙,图片有点散乱,不到之处请谅解,欢迎大家交流经验,共同进步,谢谢!


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发表于 2016-5-7 00:34:47 |显示全部楼层
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发表于 2016-5-7 01:14:17 |显示全部楼层
棒极了!给你100个赞!

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发表于 2016-5-7 02:55:02 |显示全部楼层
点赞,支持原创。

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资深"丸"家

发表于 2016-5-7 08:00:05 来自手机 |显示全部楼层
果断支持,锂电池还是建议点焊。直接焊一定要快,温度过高了电池有爆的危险

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xwingfighter  嗯,点焊要比焊接好,可惜手上没点焊机,只能手工焊了。  发表于 2016-5-8 18:25:17

论坛版主

评测中寻找快乐

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发表于 2016-5-7 08:09:29 来自手机 |显示全部楼层
不错,继续加油!

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发表于 2016-5-7 11:03:22 |显示全部楼层
谢谢各位鼓励支持,不足之处请多指教!

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团结就是力量! 我是麦霸 热心会员 板猪?版猪?! 第一次“设精” 大海啊全是水 我喜欢这儿 DIY达人 什么都难不住我! 精英用户 工程师 产品评测组

发表于 2016-5-7 18:04:39 |显示全部楼层
辛苦了,很漂亮。

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发表于 2016-5-7 18:22:37 |显示全部楼层
超版,请给加精华哦!

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发表于 2016-5-8 08:31:43 |显示全部楼层
楼主威武!卢伯威武!比牛X还牛XX!

强烈要求楼主公布交流的QQ群。谢谢!

点评

complus  谢谢!已经加了。  发表于 2016-5-9 08:59:33
xmysz  我之前不是都发过消息叫你加群了  发表于 2016-5-9 02:58:09
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