动力锂电池充电器设计

CQQ0924 · 发表于 2016-2-17 15:27:09

想做一个锂电池平衡充电器，能够实现多节锂电池的平衡充功能，充电电流1A、2A、3A可调，并且能支持2S、 3S、4S多种类型电池组充电（一次只给一种电池充电）。大家有没有好一点的方案？
本人也研究了很长时间了，一直找不到合适的充电器方案。
我尝试过的锂电池充电方案有以下几种：
1.TI的BQ40Z50-r1锂电池电源管理芯片；（缺点：适合做电源管理，无法实现电流可调）
2.S8254A_锂电池充电芯片；（缺点：无法同时满足2s、3s、4s多个接口）
3.单片机+AD+PWM方案；（缺点：使用分离元件，比较难调试，而且电路不太稳定）
有做这方面研究的小伙伴们，能不能交流下你们的技术方案？非常感谢。最好能有集成的IC方案。

momo_li · 发表于 2016-2-20 15:10:54

要论灵活性还是MCU的方式吧，前级输入使用直流，后面的应该也不会难做。

CQQ0924 · 发表于 2016-2-22 17:01:55

momo_li 发表于 2016-2-20 15:10
要论灵活性还是MCU的方式吧，前级输入使用直流，后面的应该也不会难做。

主要是充电过程中保持各节电池平衡比较难处理，需要通过单片机控制AD采集每一节电池的电压，设计控制算法，通过被动式平衡电路来控制每节电池的电压

momo_li · 发表于 2016-2-22 19:02:28

有现成方案，电阻均衡，电容，电感什么的，比较复杂

lcptw · 发表于 2016-2-22 19:23:58

思路：电池均衡和充电实际上是两部分，分开来处理就方便了。

chengyang79 · 发表于 2016-2-22 22:09:07

本帖最后由 chengyang79 于 2016-2-22 22:17 编辑

多串联电池组的管理系统难点主要有：
每节单体电池的电压采集；如果采用电阻分压误差大；所以一般用差分；但是多串的电池组模拟前端的需要承受很高的共模电压。
荷电状态和电池组寿命状态的测算与电压；内阻；放电电流；温度；放电时间等等诸多物理量模糊相关；提高精度难度不小。
也就是主动均衡；需要实现高效率的单体之间的电荷转移；同时拓扑结构及系统布线要尽量简单。
系统需要低功耗；且本身给电池组带来的不均衡因素小。
复杂电磁环境下的高可靠性长时间运行。

总之；这玩意看似简单；实际上要做好难度很大。

修改原因：
补充低功耗

aviator · 发表于 2016-2-22 23:22:34

这个在航模领域已经非常成熟。
淘宝搜B6充电器，销量最大价格最低的买个回来研究就行了，才几十块。

要大功率可以用powerlab8，或Ichager 406，这些可以1000多瓦功率充电，原理和B6一样。

hefanghua · 发表于 2016-2-23 10:19:24

aviator 发表于 2016-2-22 23:22
这个在航模领域已经非常成熟。
淘宝搜B6充电器，销量最大价格最低的买个回来研究就行了，才几十块。

B6充电器的平衡是通过模拟开关切换实现的，平衡非常慢没有太大价值。

CQQ0924 · 发表于 2016-2-23 15:22:45

momo_li 发表于 2016-2-20 15:10
要论灵活性还是MCU的方式吧，前级输入使用直流，后面的应该也不会难做。

现在打算用TI的BQ24617锂电池充电芯片，然后再设计被动式平衡电路来平衡电池充电电压；

CQQ0924 · 发表于 2016-2-23 15:24:53

hefanghua 发表于 2016-2-23 10:19
B6充电器的平衡是通过模拟开关切换实现的，平衡非常慢没有太大价值。

现在常用的航模锂电池平衡方式都是被动式平衡，采用电阻分流的方式防止单体电池电压继续升高；

CQQ0924 · 发表于 2016-2-23 15:28:43

CQQ0924 发表于 2016-2-23 15:24
现在常用的航模锂电池平衡方式都是被动式平衡，采用电阻分流的方式防止单体电池电压继续升高； ...

B6的做法是检查到哪个单体电池最先到4.2V，然后开启相应电池的并联的分流电阻，使单体电池的充电电流迅速减小到200mA左右，这样一直维持着，直到所有的电池都冲到4.2V

wmm20031015 · 发表于 2016-2-23 16:04:31

方案3是比较方便的，参考B6充电器

lzymcu · 发表于 2016-2-23 16:27:51

航模充电器就有这功能，之前解剖过，大体是每节电池都有独立的放电电阻，对电压高的电池放电，这种方式效率比较低时间长

aviator · 发表于 2016-2-23 18:30:03

hefanghua 发表于 2016-2-23 10:19
B6充电器的平衡是通过模拟开关切换实现的，平衡非常慢没有太大价值。

这只是你的想当然，这种方式已经非常成熟，也很实用。

B6本身只有最大50W功率，平衡电流大概200ma，大功率的充电器可以1000多w功率，平衡电流超过1A。

B6这种叫做串联平衡充，还有一种叫做独立充或并联充，这种每节电池是一套独立的充电电路，这就不存在平衡的问题，但是这种成本高，一般电池的平衡插头也无法经受大电流，无法做多功能的充电器。

实际上根本就不需要太大的平衡电流，什么，电池差异大，这样的电池组扔了吧。花巨大的代价去平衡一组烂电池的意义何在。

hefanghua · 发表于 2016-2-24 12:41:23

aviator 发表于 2016-2-23 18:30
这只是你的想当然，这种方式已经非常成熟，也很实用。

B6本身只有最大50W功率，平衡电流大概200ma，大功 ...

分时均衡充电很慢，谁用谁知道。

2005n2005 · 发表于 2016-2-24 12:59:56

我拆博士电钻的充电器,用ST的芯片,没有找到资料,电路也是蛮简单的...

aviator · 发表于 2016-2-24 15:27:21

hefanghua 发表于 2016-2-24 12:41
分时均衡充电很慢，谁用谁知道。

所以说你是想当然，你根本没用过。
我以前用B6，现在用icharge308，现在的动力电池很多支持5C充电，我所有的动力电池都是15分钟充满，横流过程10分钟，剩下是恒压过程，旧电池恒压时间长点。
我用的电池最小是2s300mah，最大6s5000mah，还有很多人玩多轴的6s20000mah以上都有，都是308之类的充电器，很好用，没有什么平衡慢的问题。

hefanghua · 发表于 2016-2-24 15:54:12

平衡充原本就应该是每节独立同时进行充电，最后结果全满了。如果分时充等很久都搞不定。别说我不用B6想当然，如果我没用过高级的充电器也不会讲B6怎么不好。后面由你们继续喷，虚心接受

。

德玛西亚 · 发表于 2016-3-8 15:04:34

想做12S的，充电部分感觉比较难做，不知道楼主做的咋样啦

CQQ0924 · 发表于 2016-3-9 08:41:46

德玛西亚发表于 2016-3-8 15:04
想做12S的，充电部分感觉比较难做，不知道楼主做的咋样啦

用TI的充电器芯片BQ24617+模拟前端BQ29312A

林凡jeery · 发表于 2016-3-15 12:59:37

学习，也想知道更好的方案

dazelong2018 · 发表于 2021-9-17 22:48:22

串联平衡充，独立充或并联充，学习！

动力锂电池充电器设计

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