電摩電池的10S——3V2/20AH鐵鋰充電？

有個建議，不如串并充并用，大電流的36V串充，再加小電流的3V6*10節(jié)的并充。

或者是36V串充加平衡處理。

小弟的電池是150AH80只左右串聯(lián)的  想用電池串聯(lián)的總電壓來做沖電器的輸入電源 來為每只電壓低的電池補沖電 以保證每只電池電壓平等  輸入輸出要隔離的

你的需求量，有多大，電路肯定不是很難的事情，還有你的成本要求？，尺寸等等？

因為我們是做電動汽車的 目前正在實驗開發(fā)階段 對于價格還沒有明確  先做樣品  尺寸最好在350MM*80MM*35MM以內(nèi) 當然如果還可以做小那就更好了 散熱最好是外殼散熱 以減小體積  我們的電池容量在500AH-1000AH左右  所以20A的充電平衡電流已經(jīng)算是小的了在這個體積內(nèi)電流要是還能做大那是再好不過了 畢竟我們的電池容量大啊  呵

看來我們是同行，我從05年開始，也在做電動汽車電池這一塊，當時做的是74V/200Ah的電池組，充滿后跑300公里，給大宇通用做的，這款純電動汽車曾在05年的韓國汽車展上展出。

容量這么大的電池組，建議你用模塊化設(shè)計，分解為小模塊后再串聯(lián)并聯(lián)，另有一個主管理板去控制各個模塊。

如果你這么大的電池組，只用一個管理板，是不好處理的。

以前在科技部分管電動汽車這一塊的王處長，他曾和國外的許多電動汽車的研發(fā)廠家有作過許多交流，他和我的思路也是一樣的，認為只有模塊化才是好的解決方法。

我下面貼一篇他給我的郵件，是06年時他寫給我的：

小俞：你好！

        隨便聊一聊，“自主創(chuàng)新”。自主創(chuàng)新，就是從增強國家創(chuàng)新能力出發(fā)，加強原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和引進消化吸收再創(chuàng)新?？萍疾啃旃谌A部長在全國科技廳局長會議的報告中，講到先進制造技術(shù)領(lǐng)域時說：以高新技術(shù)的集成創(chuàng)新為核心，努力提升自主設(shè)計、制造和集成能力，大幅度提高我國制造業(yè)競爭能力。我在想,目前國內(nèi)動力型鋰離子電池已經(jīng)走過了從無到有的階段，應(yīng)該說十五期間成績不菲。但安全性、一致性很好的基本沒有；2005年大多數(shù)通過安全檢測，但性能是不盡人意的。但從另一個角度說，電池的不一致是絕對的，無論多小的差異，對于N個電池組成的電池組來說，使用當中,容量最小的那個，會成為做工最多的，如果沒有好的保護系統(tǒng)保護，差距會不斷拉大直至提前損壞。咱們放下電池的創(chuàng)新不說，設(shè)計好的保護系統(tǒng)，我認為是真正的集成創(chuàng)新。為什么這樣說？市場需要產(chǎn)品是硬道理，再好的電池組也需要保護也是硬道理；為現(xiàn)在不是很完美的電池組設(shè)計保護系統(tǒng)應(yīng)該說更難，具有開創(chuàng)性。我舉一例來說明它的難度和開創(chuàng)性。比如，10個電池的電池組其中9個是正常的好電池，但其中一個不是很好了；假設(shè)容量只有30％了又沒有電池更換或不可能更換（水下機器人）或電壓要求的原因不能撤下一個電池時，保護系統(tǒng)如果能做到9補1分擔(dān)它應(yīng)該做的工，這問題就解決了。換句話說，也就是我們在集成上創(chuàng)新，通過保護系統(tǒng)來補充電池的不足，這就是保護加上管理――《保護管理系統(tǒng)》。也就是說能在電池條件如此低劣的情況下很好工作的《管理系統(tǒng)》才是用戶要的產(chǎn)品。（當然一個管理系統(tǒng)應(yīng)該有很多指標要求）。

        另一個，我想聊聊思路。一個上百層的高樓大廈一定會有一個很好的基礎(chǔ)，那么電動大巴、電動轎車就象一個幾百層的高樓大廈；怎么進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，必定是最重要的。你說的模塊化設(shè)計，我覺得非常恰當；這個模塊多大合適？我談?wù)勎业南敕?，從目前動力電池市場看，國?nèi)電動自行車2005年號稱500萬輛產(chǎn)量，使用36v的居多。國外汽車產(chǎn)業(yè)正在向42v系統(tǒng)過渡，2010年世界轎車產(chǎn)量7000萬輛左右。所以我想最小模塊是10－12只一組比較適宜。在這基礎(chǔ)上，對基本參數(shù)進行調(diào)研做出1－n個方案，經(jīng)過優(yōu)化確定－個最多2個方案進行理論設(shè)計并對這個模塊在充放電電流、充放電均衡、溫度、充放電截至電壓、顯示和控制信號等諸多功能進行試驗取得經(jīng)驗和數(shù)據(jù)，定型為基礎(chǔ)模塊，應(yīng)用只是此模塊的衍生和搭建。

        科技部2002年曾經(jīng)組織專家組對歐洲電動車應(yīng)用較廣泛的國家進行考察，德國電動車協(xié)會主席D.Naunin  2002年10月也到科技部、北理工大學(xué)訪問；電池組的模塊化設(shè)計是他們的顯著特點，主要是為了便于快速更換。目前，863電動車項目的設(shè)計還沒有達到產(chǎn)業(yè)化的要求，只是少量的單一試生產(chǎn)；88只電池組、108只電池組等等每個廠家都有所不同，但都是不可拆卸的。北京密云電動車示范基地、北京市公交121路電動車隊的運行模式基本是晚上充電白天運行。它的優(yōu)點運行模式單一管理簡單，缺點是：1、總量采購成本大（為了保證一天的運行，每輛車標配容量400－600Ah，即車輛加電池系統(tǒng)）。2、這樣的電池配置（在車廂體積一定）增加了車輛自重減少了載客能力。3、運行中電池組發(fā)生故障時只能減少運行車輛。4、（當電池容量不多時）機動性差。5、（電池組過大）維修成本高并且費時。6、（由于電池組大）充電設(shè)備制造成本昂貴，并且至少一車一個充電位；充電設(shè)備總量采購成本大。7、充電設(shè)備白天閑置造成浪費。8、由于車輛多充電設(shè)備多，配電系統(tǒng)改造資金大。9、經(jīng)過長期運行后電池的不一致再進

行調(diào)整匹配難等等。模塊化設(shè)計的缺點：更換頻繁、管理復(fù)雜。優(yōu)點是：1、總量采購成本低（每輛車標配容量100－200Ah，再加一定比例的周轉(zhuǎn)電池模塊）。2、這樣的電池配置減少車輛自重增加了載客能力。3、運行中電池組發(fā)生故障時，只更換模塊不用減少運行車輛。4、（當電池容量不多時）可快速更換電池模塊大大增強機動性。5、（電池組相對?。┚S修成本低并且省時。6、（由于電池模塊相當?。┏潆娫O(shè)備制造成本相對降低，不用一車一個充電位；充電設(shè)備總量采購成本相對小。7、充電設(shè)備白天不閑置24小時使用，沒有閑置造成的浪費。8、由于充電設(shè)備相對使用充分、利用率高，可適當減少供電容量，配電系統(tǒng)需要的改造資金可相對減少。9、由于模塊化電池組變小，經(jīng)過長期運行后電池的不一致再進行調(diào)整匹配相對簡單等等。經(jīng)過這樣對比可見模塊化設(shè)計可行性比較強，車隊運行規(guī)模越大、計算周期越長平均投入越經(jīng)濟，如果加上環(huán)境效益的評估國家的總量投入一定是可以接受的。

        以上想法04年我和來訪的加拿大一家做混合動力電動驅(qū)動系統(tǒng)的技術(shù)總監(jiān)（總經(jīng)理）交流過，他非常贊同，我們想法不謀而合。他這樣形容：在國內(nèi)考察了一圈（包括電池廠、電動車廠、大學(xué)、政府相關(guān)結(jié)構(gòu)），我是他遇到的知音。因此原定的30分鐘的見面延長到3個小時。我相信我是對的，這對于如何設(shè)計“高樓大廈”非常重要。對于電動汽車的應(yīng)用這是戰(zhàn)略問題也是集成創(chuàng)新的路線問題，規(guī)劃對路事半功倍。

        模塊上級的構(gòu)架有時間再聊。

        我近來在搜集前幾年（十五期間）的相關(guān)資料，我想陸續(xù)提供給你做參考。

        另外，如果我們面談我表達的可能會準確些，打成文字，就覺得要說的很多不知從何說起，也不知道你需要什么，我打的也慢，也不知表達清楚了沒有，你看不懂的部分你提出來。

        先談到這里。

祝好！

      老王    06年6月2日

非常感謝AZHU大師的回復(fù)  讓我受益非淺 我跟 大師的觀點也一樣 對于多只電池串聯(lián) 模塊化管理是一個很不錯的方案 我們目前也正在往這方面努力 我想做的充電器也就是用于10串的電池 組 不知大師是不是還有更好的方案

承接各類型常用單片機(MCU)應(yīng)用設(shè)計.或者根據(jù)用戶的產(chǎn)品功能需求我們可為其選擇指定單片機類型. 







【業(yè)務(wù)內(nèi)容】 



[1] 產(chǎn)品開發(fā)初期收取一定研發(fā)費用.按客戶產(chǎn)品功能要求開發(fā)成功后,硬件資料(電路文件,PCB文件,BOM文件)交付給客戶.而單片機程序軟件由微控保存.微控負責(zé)單片機芯片的程序燒錄,燒錄后的芯片根據(jù)用戶的出貨量按每片芯片收取費用. 



方案優(yōu)點:研發(fā)投入經(jīng)費較少,客戶可節(jié)省人力和相應(yīng)配套運營資金投入. 



[2] 雙方確認合作項目,客戶交付項目定金(定金數(shù)額一般為30-50%).在產(chǎn)品功能樣機開發(fā)驗收合格后,客戶需付清所有開發(fā)費用.我們將可燒錄文件(二進制或十六進制文件)和硬件資料(電路文件,PCB文件,BOM文件)交付給客戶.確認后項目如果有稍小改動或調(diào)整等問題.我室可以給予技術(shù)支持,同時會視難易情況進行不同程度的收費. 



方案優(yōu)點:客戶擁有燒錄文件和硬件資料,撐握芯片燒錄. 



聲明:所有合作方式將不向客戶提供源程序代碼.(特殊需求除外)  



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高電壓鋰離子電池組的充電方法

摘要：本文介紹了高電壓鋰離子電池組的四種充電方法，并進行了優(yōu)缺點的比較。

　　關(guān)鍵詞：高電壓；鋰離子電池組；串聯(lián)充電；并聯(lián)充電

　　Abstract: Four charge techniques of high voltage lithium ion battery packs were introduced in this paper, and their advantages and drawbacks were compared.

　　Key words: high voltage; lithium ion battery pack; series charging; parallel charging

　　鋰離子電池由于工作電壓高、體積小、質(zhì)量輕、無記憶效應(yīng)、無污染、自放電小、循環(huán)壽命長，是一種理想電源。在實際使用中，為了獲得更高的放電電壓，一般將至少兩只單體鋰離子電池串聯(lián)組成鋰離子電池組使用。目前，鋰離子電池組已經(jīng)廣泛應(yīng)用于筆記本電腦、電動自行車和備用電源等多種領(lǐng)域。

　　因此如何在充電時將鋰離子電池組使用好顯得尤為關(guān)鍵，現(xiàn)將鋰離子電池組常用的幾種充電方法以及本人認為的最適合的充電方法試述如下：

　　1 普通的串聯(lián)充電

　　目前鋰離子電池組的充電一般都采用串聯(lián)充電，這主要是因為串聯(lián)充電方法結(jié)構(gòu)簡單、成本低、較容易實現(xiàn)。但由于單體鋰離子電池之間在容量、內(nèi)阻、衰減特性、自放電等性能方面的差異，在對鋰離子電池組串聯(lián)充電時，電池組中容量最小的那只單體鋰離子電池將最先充滿電，而此時，其他電池還沒有充滿電，如果繼續(xù)串聯(lián)充電，則已充滿電的單體鋰離子電池就可能會被過充電。

　　而鋰離子電池過充電會嚴重損害電池的性能，甚至可能會導(dǎo)致爆炸造成人員傷害，因此，為了防止出現(xiàn)單體鋰離子電池過充電，鋰離子電池組使用時一般配有電池管理系統(tǒng)（Battery Management System，簡稱BMS），通過電池管理系統(tǒng)對每一只單體鋰離子電池進行過充電等保護。串聯(lián)充電時，如果有一只單體鋰離子電池的電壓達到過充保護電壓，電池管理系統(tǒng)會將整個串聯(lián)充電電路切斷，停止充電，以防止這只單體電池被過充電，而這樣會造成其他鋰離子電池?zé)o法充滿電。

　　經(jīng)過多年的發(fā)展，磷酸鐵鋰動力電池由于具有較高的安全性、很好的循環(huán)性能等優(yōu)勢，已經(jīng)基本能滿足電動車特別是純電動轎車的要求，工藝上也基本具備了大規(guī)模生產(chǎn)的條件。然而，磷酸鐵鋰電池的性能與其他鋰離子電池存在著一定的差異，特別是其電壓特征與錳酸鋰電池、鈷酸鋰電池等不同。以下是磷酸鐵鋰與錳酸鋰兩種鋰離子電池的充電曲線與鋰離子脫嵌對應(yīng)關(guān)系的比較：

 

圖1 錳酸鋰電池鋰離子脫嵌與充電曲線對應(yīng)關(guān)系

 

圖2 磷酸鐵鋰電池鋰離子脫嵌與充電曲線對應(yīng)關(guān)系

　　從上圖的曲線不難看出，磷酸鐵鋰電池在快充滿電時，鋰離子幾乎完全從正極脫嵌到負極，電池端電壓會快速上升，出現(xiàn)充電曲線的上翹現(xiàn)象，這樣會導(dǎo)致電池很容易達到過充電保護電壓。因此磷酸鐵鋰電池組中某些電池充不滿電的現(xiàn)象相對錳酸鋰電池組而言會更為明顯。

　　另外，雖然有些電池管理系統(tǒng)帶有均衡功能，但由于從成本、散熱、可靠性等多方面考慮，電池管理系統(tǒng)的均衡電流一般遠小于串聯(lián)充電的電流，因此均衡效果不是很明顯，也會出現(xiàn)某些單體電池充不滿電的情況，這對于需要大電流充電的鋰離子電池組，例如電動汽車用的鋰離子電池組而言則更為明顯。

　　例如，將100只放電容量都為100Ah的鋰離子電池串聯(lián)起來組成電池組，但如果成組前其中99只單體鋰離子電池荷電80Ah，另外1只單體鋰離子電池荷電100Ah，將此電池組進行串聯(lián)充電時，其中荷電100Ah的那只單體鋰離子電池會先充滿電，從而達到過充保護電壓，為了防止這只單體鋰離子電池被過充電，電池管理系統(tǒng)會將整個串聯(lián)充電電路切斷，也就使得其他99只電池?zé)o法充滿電，從而整個電池組放電容量也就只有80Ah。

　　一般電池廠家出廠時測試容量時是將單體電池先恒流充電再恒壓充電，然后恒流放電從而測出放電容量。一般放電容量約等于恒流充電容量加上恒壓充電容量。而實際電池組串聯(lián)充電過程中對單體電池而言一般沒有恒壓充電過程，所以恒壓充電容量就會沒有，電池組容量就會小于單體電池容量。而一般充電電流越小，恒壓充電容量比例越小，電池組損失容量越小，因此又發(fā)展出了電池管理系統(tǒng)和充電機協(xié)調(diào)配合串聯(lián)充電的模式。

　　2 電池管理系統(tǒng)和充電機協(xié)調(diào)配合串聯(lián)充電

　　電池管理系統(tǒng)是對電池的性能和狀態(tài)了解最為全面的設(shè)備，所以將電池管理系統(tǒng)和充電機之間建立聯(lián)系，就能使充電機實時地了解電池的信息，從而更有效地解決電池的充電時產(chǎn)生一些的問題，其原理圖如下。

 

圖3 動力鋰電池系統(tǒng)集成方案

 

圖4 鋰離子蓄電池系統(tǒng)基礎(chǔ)體系

 圖5 BMS和充電機協(xié)調(diào)配合串聯(lián)充電示意簡圖

　　電池管理系統(tǒng)和充電機協(xié)調(diào)配合充電模式的原理為：電池管理系統(tǒng)通過對電池的當前狀態(tài)（如溫度、單體電池電壓、電池工作電流、一致性以及溫升等）進行監(jiān)控，并利用這些參數(shù)對當前電池的最大允許充電電流進行估算；充電過程中，通過通信線將電池管理系統(tǒng)和充電機聯(lián)系起來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。電池管理系統(tǒng)將總電壓、最高單體電池電壓、最高溫度、溫升、最大允許充電電壓、最高允許單體電池電壓以及最大允許充電電流等參數(shù)實時地傳送到充電機，充電機就能根據(jù)電池管理系統(tǒng)提供的信息改變自己的充電策略和輸出電流。

　　當電池管理系統(tǒng)提供的最大允許充電電流比充電機設(shè)計的電流容量高時，充電機按照設(shè)計的最大輸出電流充電；當電池的電壓、溫度超限時，電池管理系統(tǒng)能實時檢測到并及時通知充電機改變電流輸出；當充電電流大于最大允許充電電流時，充電機開始跟隨最大允許充電電流，這樣就有效地防止了電池過充電，達到延長電池壽命的目的。充電過程中一旦出現(xiàn)故障，電池管理系統(tǒng)可以將最大允許充電電流設(shè)為0，迫使充電機停機，避免發(fā)生事故，保障充電的安全。

　　在該充電模式下，既完善了電池管理系統(tǒng)的管理和控制功能，又能使充電機根據(jù)電池的狀態(tài)，實時地改變輸出電流，達到防止電池組中所有電池發(fā)生過充電以及優(yōu)化充電的目的，電池組的實際放電容量也要大于普通的串聯(lián)充電方法，但是這種方法還是解決不了電池組中某些電池充不滿電的問題，特別是當電池組串數(shù)多、電池一致性差、充電電流較大時。

　　3 并聯(lián)充電

　

　　為了解決電池組中某些單體電池過充和充不滿電的問題，又發(fā)展出了并聯(lián)充電的辦法，其原理圖如下。

 圖6 并聯(lián)充電示意簡圖

　　但是并聯(lián)充電方法需要采用多個低電壓、大電流的充電電源為每一只單體電池充電，存在充電電源成本高、可靠性低、充電效率低、連接線徑粗等缺陷，因此目前沒有大范圍使用這種充電方法。

　　4 串聯(lián)大電流充電加小電流并聯(lián)充電

　　由于上述三種充電方法都存在一定的問題，本人發(fā)展出一種最適合高電壓電池組，特別是電動汽車電池組的充電方法，即采用電池管理系統(tǒng)和充電機協(xié)調(diào)配合串聯(lián)大電流充電加恒壓限流的并聯(lián)小電流充電的模式，原理圖見下。

 圖7 電池管理系統(tǒng)和充電機協(xié)調(diào)配合串聯(lián)充電加并聯(lián)充電示意簡圖

此充電方法有如下特點：

　?。?span lang="EN-US">1）由于此系統(tǒng)的BMS具有防止過充電的功能，從而保證電池不會出現(xiàn)過充電的問題。當然如果BMS不能與并聯(lián)充電電源進行通信和控制，由于并聯(lián)充電電源的恒壓值一般與鋰離子電池組中單體鋰離子電池充滿電時的電壓值相同，所以也不會出現(xiàn)過充電的問題。

　?。?span lang="EN-US">2）由于可以進行并聯(lián)充電所以不需要可靠性低，成本相對較高的均衡電路，并且充電效果要好于只帶均衡電路的串聯(lián)充電方法，并且其維護管理也簡便易行。

　?。?span lang="EN-US">3）由于串聯(lián)充電的最大電流遠大于并聯(lián)充電的電流（一般5倍以上），從而可以保證在較短的時間充進去較高的容量，從而發(fā)揮出串聯(lián)充電的最大效果。

　?。?span lang="EN-US">4）充電時串聯(lián)充電與并聯(lián)充電的順序以及并聯(lián)充電電源的數(shù)量可以靈活掌握，可以同時進行充電；可以串聯(lián)充電結(jié)束后再進行并聯(lián)充電；也可以用一個并聯(lián)充電電源根據(jù)電池組中電壓的情況給電壓最低的電池進行輪流充電。

　?。?span lang="EN-US">5）隨著技術(shù)的發(fā)展，并聯(lián)充電電源可以為非接觸性充電電源（無線充電電源）或太陽能電池電源，從而使并聯(lián)充電變得簡單。

　?。?span lang="EN-US">6）當鋰離子電池組中單體鋰離子電池數(shù)目較多時，可以將鋰離子電池組分成數(shù)個鋰離子電池組模塊，對每個鋰離子電池組模塊采用BMS和充電機協(xié)調(diào)配合串聯(lián)大電流充電與恒壓限流的并聯(lián)小電流充電相結(jié)合的方式進行充電。

　　其主要目的是減少電池組中串聯(lián)電池數(shù)量較多時，單體電池之間一致性相對更差，從而導(dǎo)致BMS和充電機協(xié)調(diào)配合的充電方法的充電效果差的缺點，以便發(fā)揮出BMS和充電機協(xié)調(diào)配合充電模式的最大效果。

　　這種方法特別適合高電壓電池組是由可快速更換的低電壓（例如48V）電池模塊系統(tǒng)組成的電池系統(tǒng)，這樣就可以在電池更換站或充電站進行并聯(lián)充電或修復(fù)（一般的用戶平時充電時可以不用并聯(lián)充電），并由專人根據(jù)實際情況進行分選和重新配組。

　　總之，這種采用電池管理系統(tǒng)和充電機協(xié)調(diào)配合串聯(lián)大電流充電加恒壓限流的并聯(lián)小電流充電的充電方法可有效解決鋰離子電池組串聯(lián)充電易出現(xiàn)的過充電、充不滿電等問題，且可避免并聯(lián)充電的充電電源成本高、可靠性低、充電效率低、連接線徑粗等問題，是目前最適合高電壓電池組，特別是電動汽車電池組的充電方法。

建議哪節(jié)電池電壓高給哪節(jié)放電,放電的能量給電池充電,比充單節(jié)電池合算,體積小,請聯(lián)系QQ173769122,我可以幫你開發(fā)