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标题: 自己设想的电池均衡器大概原理图 [打印本页]

作者: zrs347 时间: 2010-12-19 17:32
标题: 自己设想的电池均衡器大概原理图
本帖最后由 zrs347 于 2010-12-19 18:23 编辑

前一阵子无聊中，特意研究了一下电池的均衡问题。在网上溜了一圈，然后就建了2个模型。

一个是每个电池配一个电容的方案，均衡电量能在相邻的电池间转移，开始我想用小型继电器来开关转移，后来觉得继电器开关有寿命问题，然后想到了用N-MOS管，后来正巧来到这个论坛发现天华出的第一代均衡器和我想的很像，虽然不知道里面的电路，但是数了下它板上的电容和MOS管的数目，和我的方案是一样的，3个电容和8个MOS管。
[attach]46893[/attach]

工作原理：假如充电时BT1电压最低，BT4电压最高，先导通V6V8，BT4对C3充电，一段时间后，断开V6V8，导通V5V7，C3对BT3充电，一段时间后，断开V5V7，导通V4V6......直到C1对BT1充电。
由于电量只能在相邻的电池间转移，如果跨N个电池转移能量。我觉得会有损中间的电池的寿命，毕竟转移一下就相当与轻微地冲电或放电一下它们之间的电池。就想方法改善电路能不能直接由最高电压的电池通过一个电容直接能量转移到最低的电池。就建立了第二个模型：

第二个模型就改成所有的电池共用一个电池，原理是先是最高电压的电池对公共电容充电，然后公共电容直接对最低电压电池充电。达到能跨电池均衡的目的。

不过研究了MOS管的特性之后，发现里面有个原生的二极管,只能控制一个方向的电流，电流反向的话会经二极管导通而关不断，后来特发奇想就想试下用2个MOS管反接来当一个开关控制，实验的时候，没想象中那么容易，最后改了一下电路，提高控制极的电压，发现终于能和理论那样控制自如了。每2个MOS管都能由单片机的IO口任意控制，和普通的一个开关一样控制。
[attach]46894[/attach]
工作原理：假如充电时BT1电压最低，BT4电压最高，先导通K6K8，BT4对C1充电，一段时间后，断开K6K8，导通K1K3，C1对BT1充电，一步到位。
不过第二个方案所用的MOS管由原来的8个增加到16个，虽然省了2个电容，成本还是升了。不过考虑到MOS管才2到3块钱，元件成本增加了20块，还是能接受的

最近发现出了第二代均衡器，能跨电池均衡的，^_^，又和我想的方案差不多，

作者: czxfg 时间: 2010-12-19 17:45
不懂看看学习

作者: zrs347 时间: 2010-12-19 18:18
该图的核心不是原理，原理很普通，关键是用N-MOS管代替开关的妙用

作者: lingjun123 时间: 2010-12-19 18:29
纯技术帖

作者: 玉枕纱橱 时间: 2010-12-19 19:13
此贴必火，期待老骇川办等高手的点评

作者: yujingli 时间: 2010-12-19 19:15
不错的思路

作者: enlaixiangyu 时间: 2010-12-19 19:35
关键是你的可靠性和性价比！

这个解决好了，一切都好说！

作者: yanjian 时间: 2010-12-19 20:21
MOS如果控制出错,电池就短路了,
原理不复杂,但要做出好产品很难

作者: del1999 时间: 2010-12-19 21:19
第一个图我正在用..再加三个电容,效果刚刚的

作者: zrs347 时间: 2010-12-19 21:31
我没做过实物出来，所以也不能100％确定能用，既然有人用过，那说明原理上还是可以的

作者: 1老头 时间: 2010-12-19 23:33
就是成本高。复杂。不便宜。
原理没的说。

作者: 4331324 时间: 2010-12-19 23:55

我没做过实物出来，所以也不能100％确定能用，既然有人用过，那说明原理上还是可以的
zrs347 发表于 2010-12-19 21:31

再说说不用飞度电容，用电感怎么实现的

作者: zhu86315899 时间: 2010-12-20 00:12

再说说不用飞度电容，用电感怎么实现的
4331324 发表于 2010-12-19 23:55

[attach]46919[/attach]

作者: 骇客 时间: 2010-12-20 10:27

第一个图我正在用..再加三个电容,效果刚刚的
del1999 发表于 2010-12-19 21:19

效果要好，至少需要这么多的电容和MOS管：16+16
[attach]46921[/attach]

作者: enlaixiangyu 时间: 2010-12-20 10:43
呵呵，骇客你图片这个成本卖不出去，

作者: wankuのdi 时间: 2010-12-20 10:48
成本高就是要生産商放血消費者不能接受的!

作者: 骇客 时间: 2010-12-20 11:01

呵呵，骇客你图片这个成本卖不出去，
enlaixiangyu 发表于 2010-12-20 10:43

这一面是功率元件，背后还一大堆信号控制元件。成本是很高的。
没有这样，效果根本不行。

作者: yujingli 时间: 2010-12-20 11:17
只看疗效

作者: del1999 时间: 2010-12-20 15:14
本帖最后由 del1999 于 2010-12-20 15:16 编辑

多用几个电容,单相的效果我也感到很满意了..{图是五个电池的,所以用了十管)
改天有空再试试两相的效果

[attach]46923[/attach]

作者: enlaixiangyu 时间: 2010-12-20 15:50
看样子成本比较可以接受！
个子不小啊

作者: yjz 时间: 2010-12-20 17:18
del1999网友做得相当不错啊.

电容式均衡有个最大的缺陷,就是均衡压差始终是存在的(也难怪,因为其本身就是靠压差原理实现均衡的嘛),在一些要求特殊的场合限制了其应用.

现在正在开发的电感式均衡已经实现了主动均衡,即可以从好电池中取出超过压差的电量来对坏电池进行补偿,效果非凡.

作者: zrs347 时间: 2010-12-20 17:54
控制电路确实挺复杂的，虽MOS的特性好，就是控制电路元件比较多

作者: zrs347 时间: 2010-12-20 17:59
13# zhu86315899

电感这个电路也研究过，不过难点在那个变压器的每个线圈一致性上，还有由电感来采样电池电压，有难度

作者: jcq 时间: 2010-12-20 18:56
楼主那个原理还可以进化，需要16个MOS，5个或4个电容就可以做到任意两个电池之间相互均衡了，不像现在这样接力棒一样。

作者: jcq 时间: 2010-12-20 18:57
原理就是骇客提出的虚拟电池，明白了吗？

作者: del1999 时间: 2010-12-20 20:04
进化成这样行不行..管子少用点,电容多用点
心理感觉不错,实测平衡能力也比单纯接力棒强得多

[attach]46925[/attach]

作者: jcq 时间: 2010-12-21 10:22
原理是这样；第一步把每个电容和相应的电池并联，每个电池需要2个MOS。
第二步把这几个电容并联在一起，或与所谓的虚拟电池并联（就是另一个电容）每个电池需要2个 MOS。电能自动均衡转移，没有接力棒现象存在。
就是说48V需要16个MOS，4-5个飞度电容就可以了。另外还需要电池滤波电容4个。

作者: bbichina 时间: 2010-12-21 20:21
关键是如何实施判断和导通

作者: zhu86315899 时间: 2010-12-22 01:06

13# zhu86315899

电感这个电路也研究过，不过难点在那个变压器的每个线圈一致性上，还有由电感来采样电池电压，有难度
zrs347 发表于 2010-12-20 17:59

不需要线圈的一致性。通过电压比较器来实现的，和电压平均值计算来得到个电压中值，高的那串放电到电感再给整个电池组充电。低于电压均值的，给整个电池组的电感充电。然后再把能量转移给低于低压均值的那串。那张图你没有仔细看。呵呵。
我不是搞电子研究的。我的理解就是开关控制的单串给整组电池充电。然后整组电池给单串充电可能有点绕不过看明白过程，你会发现。这是最好的。均衡方案。
只是我不懂电子。所以靠感觉理解，有什么不对的地方。还请指正。

作者: 骇客 时间: 2010-12-22 09:55
这个看似不专业的帖子，其实讨论到了均衡器的核心原理。

不管是电容均衡还是电感均衡，就单独均衡这个功能，已经是非常轻易可以得到比较理想的技术实现了。

由于电池的状态复杂，单凭均衡这个功能还不足以达到安全可靠实用的目的，必须加以其他的判断、保护、监控甚至显示提醒等功能，这就不得不把均衡器升级到管理系统，才能达到实际使用的效果。

而管理系统的成本远远高于单独均衡器的成本，也许这才是制约这个产品普及的关键原因。

作者: yujingli 时间: 2010-12-22 10:23
期待骇客BMS，给大家一个新的惊喜

作者: 97cn 时间: 2010-12-24 22:35

13# zhu86315899

电感这个电路也研究过，不过难点在那个变压器的每个线圈一致性上，还有由电感来采样电池电压，有难度
zrs347 发表于 2010-12-20 17:59

提醒一下，根本不需要知道电压和压差，水往低处流...

作者: zmg666666 时间: 2010-12-25 08:50
诸葛亮+阿斗=还是没成功
诸葛亮+秦始皇会怎么样？

作者: enlaixiangyu 时间: 2010-12-25 09:02

诸葛亮+阿斗=还是没成功
诸葛亮+秦始皇会怎么样？
zmg666666 发表于 2010-12-25 08:50

哈哈哈，好玩啊，这个比喻

作者: 骇客 时间: 2010-12-25 09:20
本帖最后由骇客于 2010-12-25 09:33 编辑

均衡器的原理很简单的，做成实用的比较难，难到国内国外都在公关

原子弹的原理大部分小学生都知道，不就是核裂变，释放能量吗？
氢弹的原理更简单，就是核聚变，小学生大部分也都知道。

伊朗、朝鲜、本拉哥都在搞
诸葛亮+秦始皇搞不出来，
恩来+项羽可以搞几个小一点的氢弹给大家玩玩可以。

作者: 清风明月 时间: 2010-12-25 11:41

均衡器的原理很简单的，做成实用的比较难，难到国内国外都在公关

原子弹的原理大部分小学生都知道，不就是核裂变，释放能量吗？
氢弹的原理更简单，就是核聚变，小学生大部分也都知道。

伊朗、朝鲜、本拉哥 ...
骇客发表于 2010-12-25 09:20

到底是公关还是攻关

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