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[原创] iRobot Roomba电池充电流程和停充判定条件   [复制链接]

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发表于 2013-2-8 11:04:40 |显示全部楼层
iRobot Roomba 500系采用,理论上600系和700系相同。

充电流程及步骤:
1、线路检测:充电线路MOSFETs检测,失效则中断报充电错误(ERR1-ERR7)
2、温度检测:电池温度大于50摄氏度则暂停充电,直到温度低于50摄氏度。
3、模式判定:电池组电压12V以上启动1.25A正常充电模式(1秒闪1次),12V以下启动0.3A恢复充电模式(1秒闪2次)。
4、充电冷却:停充判定结束后电池温度低于35度或者停充判定结束后最多2小时后进入下一步骤。
5、满电保持:以50ma充电电流抵消电池自放电,温度高于42度则暂停低于40度则继续。

其中步骤2为并行判定全程生效,所以Roomba在夏季的充电时间往往会超过3个小时。
步骤5为永久运行状态但不会对电池造成过充(基于浮充工作原理),50ma略大于Roomba电池自放电+主板待机电流,保证电池组一直满电状态,并根据电池组温度是否大于40度判定是否过充(镍氢电池过充会发热)。
备注:镍氢电池的国际标准浮充电流应为0.02C以下,iRobot Roomba 14.4V/3000mah电池组浮充电流50ma(0.016C)小于0.02C(60ma),符合国际标准。

如何判定当前充电阶段:
用户只需要购买一只带功率显示的插座,就可以直观的了解到Roomba当前所处的充电阶段。
下列功率为站长对iRobot Roomba 5系充电功率实测(北电计量插座),理论上6系完全相同,7系应有些许差异。
备注:以下功率为整机功率,其中充电基座功率约0.9W,电源适配器待机功率约0.3W。

1、正常充电阶段:整机功率30W左右( 即将充满阶段最大为33W),充电电流1.25A满负载30W工作。
30w.jpg


2、充电冷却阶段:整机功率3.5W左右(下图含肉丸模块额外0.35W左右),充电电流为0A无充电动作。
注意:充满后电池温度高于35度或者充满后2小时内,以及夏季高温时期工作后DOCK到基座时的前2小时内一般都处于这个阶段,所以即使橙色灯闪烁也不代表Roomba已经开始充电,参考关于夏季iRobot Roomba充电时间超过3小时等充电情况的说明
3.8w.jpg


3、满电保持(浮充)阶段:整机功率5W左右(下图含肉丸模块额外0.35W左右),充电电流为0.05A。
注意:夏季高温时期在这个阶段下的总时间偏短(因为42度以上即退出此阶段),其余天气凉爽的情况下Roomba几乎全程处于此阶段(充满后的2个小时固定充电冷却时间除外)
5.3w.jpg


4、小电流恢复充电阶段:整机功率10W左右(下图含肉丸模块额外0.35W左右),充电电流为0.3A。
注意:夏季高温时期有可能因为电池保护性策略进入此充电模式,参考关于夏季iRobot Roomba充电时间超过3小时等充电情况的说明
10.5w.jpg


电池停充判定条件:
条件1:-ΔV(负电压斜率)=30mv
条件2:ΔT(温度斜率)=0.5℃/Min
条件3:累计充电>6000mah
条件4:标准充电模式运行>9小时
条件5:恢复充电模式运行>16小时
条件6:Tmax(最高温度)>60℃
条件7:Vmax(最高电压)>21.6V
条件8:上一次充电结束后消耗<150mah(即绿灯长亮后再次启动并运行的时间低于约6-8分钟不会触发充电动作,由于以电压下降为判定手段,所以在夏季或冬季气温较高和较低的情况下,有可能长时间工作不触发或离开充电基座几分钟不工作也触发)

以上8条停充条件为同步判定,满足其中任何一条均结束充电动作并进入满电保持状态。
注意:由于停充判定资讯记录于主板芯片内,长按SPOT+DOCK 10秒硬启或拔插Roomba电池均会消除记忆并触发充电动作。

定期深度放电方法:
由于镍氢电池固有的记忆效应,需要用户定期对Roomba电池进行深度放电以消除记忆效应产生的容量下降,iRobot官方给出的深度放电方法是:在充电基座不插电的情况下,按DOCK启动Roomba即可一直工作到电池全部耗尽,请在电池耗尽后尽快为电池充电,建议至少每3月对Roomba进行一次深度放电以保持电池最佳工作状态。

产品四要素:
NO.1 智能程度(算法)
NO.2 清洁能力(结构)
NO.3 续航时间(电池)
NO.4 性能稳定(质量)

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发表于 2013-4-4 17:38:07 |显示全部楼层
信息很有用。

不知7系列新款的充放电管理如何实现电池寿命增加50%的。

点评

www2012zzh  补充一下,夏季是1个月深度充电一次,其它季节是三个月一次~  发表于 2013-7-22 09:11:37
bblqs  电池不变运行时间变长,只有1个可能性就是整机功率下降,在保持或提高清扫效果的前提下功率下降,证明优化了PCB走线损耗、改用新电机提高转换效率等。  发表于 2013-4-5 10:36:44
edisonfok  估计用电管理也有进步,一次放电最高居然可运行4小时...  发表于 2013-4-4 19:59:19
bblqs  我认为定期自动深度放电再充满同样可以达到这个效果,就是充电程序软件自动实现消除记忆效应的动作,5系需要手动放电消除,7系可能管理软件内置了这个策略。  发表于 2013-4-4 19:36:13

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发表于 2013-10-10 18:10:32 |显示全部楼层
今天测了充电座两个凸起的电压,只有2.9V?充电的时候估计测不准,显示“0”,变压器上写着输出22V,1.25A,按这个电压,那12颗镍氢不得完蛋?

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发表于 2013-12-5 11:46:27 |显示全部楼层
海乐 发表于 2013-12-5 11:31
bblqs大大,您说的“我认为定期自动深度放电再充满同样可以达到这个效果,就是充电程序软件自动实现消除记 ...

7系我觉得应该不需要深度放电维持电池性能的(不确定),但是7系需要定期长按CLEAN硬启机器清空主板对电池的记忆(这个可以确定)。

BTW:充电基座上待机的Roomba,你试试真的能让它灭灯么?呵呵.......

最后:Roomba的面板熄灭不代表关机,只代表进入待机状态,仍然会持续消耗电池电量,遥控器也能在这个时候使用(遥控器长按CLEAN可亮灯)

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发表于 2014-1-27 15:00:54 |显示全部楼层
本帖最后由 z09384 于 2014-1-27 15:04 编辑
redeast 发表于 2013-4-4 17:38
信息很有用。

不知7系列新款的充放电管理如何实现电池寿命增加50%的。

不好意思,看到2楼就发问了,其实下面几楼超版已经给出了答案:不需要手动放电,但需要定期硬启清除电池记忆。===========================================================
按超版点评,是不是说,7系内置了自动保养策略,就没必要定期手动放电了?


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z09384  啊?那还是要自己手动放电咯?  发表于 2014-1-27 15:22:07
bblqs  不确定,5/6/7系算法本身没有差别。  发表于 2014-1-27 15:04:56

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发表于 2014-8-19 08:02:00 |显示全部楼层
本帖最后由 gaolaozhuang 于 2014-8-19 08:08 编辑
bblqs 发表于 2013-12-5 11:46
7系我觉得应该不需要深度放电维持电池性能的(不确定),但是7系需要定期长按CLEAN硬启机器清空主板对电池 ...

我看780电池同样也需要定期进行深度放电,例如我的780进行了一次放电,从原来的105分钟恢复到了140分钟,现在又能进行3灯塔作业了,以前会死在第4区回不来,现在都没问题。

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发表于 2016-1-20 18:34:58 |显示全部楼层
太牛叉了,真是详细得一塌糊涂!

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发表于 2016-2-22 17:05:26 |显示全部楼层
bblqs 发表于 2013-12-5 11:46
7系我觉得应该不需要深度放电维持电池性能的(不确定),但是7系需要定期长按CLEAN硬启机器清空主板对电池 ...

880需要定期长安CLEAN吗?

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bblqs  3月一次推荐  发表于 2016-2-23 20:06:40

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太烧脑,我太懒了
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