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动力锂电池充电器设计

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出0入0汤圆

发表于 2016-2-17 15:27:09 | 显示全部楼层 |阅读模式
        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。
(147535559)

出0入93汤圆

发表于 2016-2-20 15:10:54 | 显示全部楼层
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。
(147356098)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2016-2-22 17:01:55 | 显示全部楼层
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
(147348865)

出0入93汤圆

发表于 2016-2-22 19:02:28 | 显示全部楼层
有现成方案,电阻均衡,电容,电感什么的,比较复杂
(147347575)

出0入0汤圆

发表于 2016-2-22 19:23:58 | 显示全部楼层
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。
(147337666)

出0入0汤圆

发表于 2016-2-22 22:09:07 | 显示全部楼层
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
(147333259)

出0入0汤圆

发表于 2016-2-22 23:22:34 | 显示全部楼层
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。
(147293849)

出0入0汤圆

发表于 2016-2-23 10:19:24 | 显示全部楼层
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。
(147275648)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2016-2-23 15:22:45 | 显示全部楼层
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;
(147275520)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2016-2-23 15:24:53 | 显示全部楼层
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;
(147275290)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2016-2-23 15:28:43 | 显示全部楼层
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
(147273142)

出0入0汤圆

发表于 2016-2-23 16:04:31 | 显示全部楼层
方案3是比较方便的,参考B6充电器
(147271742)

出0入0汤圆

发表于 2016-2-23 16:27:51 | 显示全部楼层
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
(147264410)

出0入0汤圆

发表于 2016-2-23 18:30:03 | 显示全部楼层
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。
(147198930)

出0入0汤圆

发表于 2016-2-24 12:41:23 | 显示全部楼层
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。
(147197817)

出0入0汤圆

发表于 2016-2-24 12:59:56 | 显示全部楼层
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...
(147188972)

出0入0汤圆

发表于 2016-2-24 15:27:21 | 显示全部楼层
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。
(147187361)

出0入0汤圆

发表于 2016-2-24 15:54:12 | 显示全部楼层
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
(146067139)

出0入0汤圆

发表于 2016-3-8 15:04:34 | 显示全部楼层
想做12S的,充电部分感觉比较难做,不知道楼主做的咋样啦
(146003707)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2016-3-9 08:41:46 | 显示全部楼层
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
(145469836)

出0入0汤圆

发表于 2016-3-15 12:59:37 | 显示全部楼层
学习,也想知道更好的方案
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