«Cell Goblin» автоматически заряжает, разряжает и сортирует 768 старых LFP-ячеек
Пять двухканальных стендов одновременно прогоняют десять LiFePO₄-ячеек через заряд и разряд, превращая разбор 768 элементов из коммерческих батарей в управляемый поток измерений. Результаты связываются с температурой, напряжением и внешним измерением внутреннего сопротивления, однако точность сортировки упирается в калибровку токовых каналов и поведение ячеек при хранении.
Открытый проект Cell Goblin автоматизирует проверку 768 цилиндрических LiFePO₄-ячеек, извлечённых из старых коммерческих аккумуляторных сборок для электрического го-карта. Установка собрана из пяти двухканальных тестеров, поэтому одновременно обслуживает десять элементов. Каждый канал выполняет цикл заряда и разряда, а центральный узел сохраняет историю измерений и состояние испытания.
На платах тестеров установлены ESP32-S2. Контроллеры подключаются к hub по сети; тот ведёт базу SQLite, предоставляет веб-интерфейс и API, принимает события каналов и формирует предупреждения. Такая структура соответствует длительности аккумуляторного теста: один цикл LFP-элемента занимает часы, а практическая производительность определяется числом независимых посадочных мест и устойчивостью их работы в течение многих циклов.
Для каждого занятого канала контролируются напряжение и температура ячейки, а также температура радиатора. Тревога формируется при температуре элемента вне диапазона 15–38 °C, температуре радиатора вне 15–50 °C, выходе напряжения за заданное для химии окно с допуском ±150 мВ и при некорректных данных температурного датчика. Эти границы полезны прежде всего как защита процесса от очевидных отказов: плохого контакта, перегрева силовой части, ошибочного режима заряда либо обрыва датчика.
Показания внутреннего сопротивления в проект поступают через UART от отдельного прибора YR1035. Формулировка существенна для оценки архитектуры: опубликованные материалы подтверждают интеграцию внешнего измерителя с базой результатов, но не описывают автоматическое четырёхпроводное DCIR-измерение в каждом канале платы. Ёмкостной прогон и одиночное значение сопротивления позволяют быстро отсеивать заведомо слабые элементы, однако не дают полного электрического портрета recovered-ячеек.
Аппаратная часть опубликована вместе с Gerber-файлами, исходниками EasyEDA и схемой шестислойной PCB. Документация фиксирует несколько изменений после первой физической ревизии. Исправлена ориентация трёх MOSFET, точка измерения напряжения перенесена перед предохранитель, а конденсаторы вентилятора получили другое размещение. Узел защиты от переполюсовки на встречно включённых транзисторах из последующей версии удалён. Перенос voltage sense исключает вклад падения напряжения на предохранителе в измерение ячейки, но итоговая абсолютная погрешность всё равно зависит от опорного напряжения, усилителя, разводки, шунта и процедуры калибровки.
Для будущей тяговой батареи сортировки по mAh и разовому IR недостаточно. Слабый элемент в последовательной группе раньше достигает предельного напряжения и ограничивает доступную энергию всей цепочки. Разброс сопротивлений вызывает различие в просадке под током и тепловыделении I²R. У ячеек со вторичного рынка критичны также саморазряд, повторяемость ёмкости, DCIR при нескольких уровнях заряда, реакция на температуру и стабильность контакта в держателе.
Публичные материалы пока не содержат метрологического бюджета стенда: отсутствуют значения точности тока и напряжения, температурный дрейф шунтов, методика калибровки каналов и статистика повторяемости результатов. Cell Goblin уже решает основную проблему партии из сотен элементов — параллельный сбор сопоставимых данных, — но инженерная пригодность итоговой сортировки будет определяться именно этими параметрами и длительными тестами хранения.