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楼主: zqz30

活跃论坛气氛 刚买了台爱玛电摩AM1000

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发表于 2021-5-25 16:00:40 | 显示全部楼层
本帖最后由 ddc 于 2021-5-25 16:06 编辑
zqz30 发表于 2021-5-24 20:56
制作开关电源先 ,本来想独立一个盒子,打板回来才觉得麻烦,装一起,尺寸不合适,俺锯
...

这折腾有点大。支持开源。
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发表于 2021-5-25 16:07:31 | 显示全部楼层
zqz30 发表于 2021-5-25 00:49
增加的模块打板回来了,PCB有一处短路错误很隐秘,害得拆了几次才找到故障点,板子弄得有点乱,自己用,就 ...

这个电路图有不,学习学习
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发表于 2021-5-25 19:07:24 | 显示全部楼层
zqz30 发表于 2021-5-25 15:06
这就是ETA3000的工作方式。不喜欢,缺点太多。商品机用用还行
每只电池都要监测温度,需要的管脚很多,为 ...

这样说也是,非隔离均衡共同问题,一致性不够会导致均衡过慢。


我最喜欢航模平衡充电器,有一款6颗开关变压器独立工作,如果把每个开关变压器设计成6相电输出,可以做出36串主动均衡器,也可以用多颗平面变压器,集成在锂电池保护板,装在电池组里。


(1)底部均衡法


锂动力电池底部均衡原理如图5所示,若扫描发现锂动力电池单体2是电压最低的锂动力电池单体,必需对其进行均衡。此时闭合主开关(“prim”),锂动力电池组开始对变压器充电。主开关断开后,变压器存储的能量就可以转移至选定的锂动力电池单体。相应的次级(“sec”)开关(在本例中是开关sec2)闭合后,就开始能量转移。


每个周期均包含两个主动脉冲和一个暂停,在本例中,40毫秒周期的转换频率为25kHz。在设计变压器时,其工作频段应在20kHz以上,以避免出现人类听觉频率范围内可感知的啸叫噪音,这种声音是由变压器铁氧体磁心的磁致伸缩导致的。



当某个锂动力电池单体的电压已经达到SoC的下限时,底部均衡法可以延长整个锂动力电池组的工作时间。只要锂动力电池组供应的电流低于平均均衡电流,锂动力电池组就能继续工作,直到最后锂动力电池组能量被耗尽。


(2)顶部均衡法


假如某个锂动力电池单体的电压高于其他锂动力电池单体,那就需要将电压高的锂动力电池单体中的能量导出,均衡之后则可以保持所有锂动力电池单体的电压相等而避免发生过早停止充电。锂动力电池顶部均衡电路如图6所示,在电压扫描之后,发现锂动力电池单体5是整个电路锂动力电池组中电压最高的锂动力电池单体。此时闭合开关5,电流从电路锂动力电池流向变压器。


因为自感的存在,电流随时间线性增大。因自感是变压器的一个固有特征,因此开关的导通时间决定了能够达到的最大电流值。锂动力电池单体中转移出的能量以磁场的形式获得存储。在开关sec5断开后,必需闭合主开关。此时,变压器就从储能模式进入了能量输出模式,能量通过初级线圈送入整个锂动力电池组。


顶部均衡法中的电流和时序条件与底部均衡法非常类似,只是顺序和电流方向与底部均衡法相反。为了治理每个锂动力电池单体的充电状况,必需测量它们各自的电压。在电压扫描模式中没有使用变压器的回扫模式。当S1到Sn这些开关中有一个闭合时,与其相连的锂动力电池单体的电压就转换到变压器的所有绕组中。


在经由一个离散滤波器的简单预处理之后,被测信号就被送入微节制器的ADC输入端口。开关S1到Sn中的某个开封闭合时所产生的测量脉冲持续时间可能异常短,实际导通时间为4μs。


因此,通过这个脉冲存储至变压器中的能量很少。而且在开关断开之后,存储在磁场中的能量都会通过初级晶体管流回整个锂动力电池组。因此锂动力电池组的能量多少并不受影响。在对所有锂动力电池单体进行完一个周期的扫描之后,系统又回到初始状况。


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 楼主| 发表于 2021-5-25 20:10:00 | 显示全部楼层
本帖最后由 zqz30 于 2021-5-25 20:21 编辑
ddc 发表于 2021-5-25 16:07
这个电路图有不,学习学习

原理图 。单纯看这原理图似乎没用把,这个要结合原厂充电器来看,我是根据原厂充电器特点来设计的这个辅助模块

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 楼主| 发表于 2021-5-25 20:18:38 | 显示全部楼层
本帖最后由 zqz30 于 2021-5-25 20:39 编辑
whween 发表于 2021-5-25 19:07
这样说也是,非隔离均衡共同问题,一致性不够会导致均衡过慢。

这例子好象有点复杂而效果一般般

我是这样设计的:
   充电时,扫描监测最高单体,达到限定值时,停充,自动启动专门的DCDC开始均衡,取电自充电器。扫描找出最低电压单体先补充,达到限定值后,再扫描找最低电压单体补充。。。。。全部补一遍。
   也就是说,每次充电都会自动转入均衡,而且从最弱电池开始。而且这样设计均衡电路发热很小很小,均衡电流只要愿意,可以整到几十A而且发热小(当然这只是举例,实际均衡电流2A都够大了,而且每次充电都会自动转入均衡,又不消耗电池的循环寿命。而且每次都会自动均衡,均衡效率高,耗时小)       重点:只在充电时有单体达到限压,才进行补电均衡

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 楼主| 发表于 2021-5-25 20:22:48 | 显示全部楼层
本帖最后由 zqz30 于 2021-5-25 20:58 编辑
ddc 发表于 2021-5-25 16:00
这折腾有点大。支持开源。

等全部做完调试完,我会考虑是否开源。本来就是做来玩的。
整套系统可能有点复杂(可能还会增加电机驱动器温控强制风冷散热等等,锂电保护板兼系统控制中心或另外增设一个系统控制中心,思路还在整理中)

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发表于 2021-5-25 21:26:10 | 显示全部楼层
zqz30 发表于 2021-5-25 20:22
等全部做完调试完,我会考虑是否开源。本来就是做来玩的。
整套系统可能有点复杂(可能还会增加电机驱动器 ...

充电保护板不知道可否参考TI的方案
https://www.ti.com/lit/pdf/tiduc43a


我买的那个嘉百达的方案就是这个,不过这个方案成本应该不低。


另外,我感觉均衡应该分两种,充电均衡和放电均衡,
嘉佰达板子充电均衡仅仅在充电的时候有效,放电均衡一直有效。
对于铁锂电池充电均衡几乎作用不大
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 楼主| 发表于 2021-5-25 21:46:55 | 显示全部楼层
本帖最后由 zqz30 于 2021-5-25 22:58 编辑
ddc 发表于 2021-5-25 21:26
充电保护板不知道可否参考TI的方案
https://www.ti.com/lit/pdf/tiduc43a

TI的方案有参考价值,我得详细研究研究。就算不用,也可以参照一些思想。

放电均衡做出来比较复杂,而我感觉没有太大的效果,毕竟是电池之间的能量转移(转移消耗的能量大,时间相对太长,很难兼顾高效率。最后可能能量转不转移差不多,徒增复杂性---只是我的猜想,没有验证)
铁锂电池如果均衡有较高的精度,而感觉作用不大的话,我怀疑是电池单体差异太大了,需要淘汰了。。(这很好判断,充满电后看看电压一致性,如果均衡后基本差不多,放电到快保护时再看看电压,基本就清楚了是均衡板问题还是单体差异太大)
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 楼主| 发表于 2021-5-25 23:18:02 | 显示全部楼层
本帖最后由 zqz30 于 2021-5-25 23:20 编辑

庆祝加精,放一张整套系统初稿,仅仅是初稿,还会有大量改动。整套系统思路还在规划中。。。。
这个系统仅仅是按我个人喜好来做的(简单粗爆),不适合大多数人

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发表于 2021-5-26 02:13:08 | 显示全部楼层
逐渐看不懂系列。。。。。。
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