自制锂电池主动均衡板与新能源技术，均衡技术及原理

大家好&＃xff0c;我是张华兵&＃xff0c;这段时间没有继续研究自制CPU&＃xff0c;以后有时间在慢慢研究&＃xff0c;不过我已经把译码器和内存验证成功&＃xff0c;配合运算器就可以实现编程了&＃xff0c;CPU的运行原理基本掌握&＃xff0c;对于我这个业余玩家来说差不多了&＃xff0c;关键继续研究费时费力还费软妹币。

而我这段时间主要在研究锂电池主动均衡技术&＃xff0c;原因是我之前做的一个锂电池组出现不均衡&＃xff0c;导致容量急剧减少&＃xff0c;我装的保护板是带均衡的&＃xff0c;但是均衡功能基本算是摆设&＃xff0c;电流只有50mA&＃xff0c;而且只能在充电快充满的时候才启动均衡&＃xff0c;这个均衡是靠电阻发热把电压过高的能量给耗散掉&＃xff0c;这种方式效率实在是太低了。于是我就开始琢磨有没有更高效的电池均衡方法&＃xff0c;经过一段时间的研究&＃xff0c;基本上搞清楚了当前电池组均衡的主要技术。

自己做的被动均衡板&＃xff0c;专门加大了电流

目前电池均衡只有两种方式&＃xff0c;第一种是被动均衡&＃xff0c;就是用电阻发热

第二种就是主动均衡&＃xff0c;主动均衡主要是以能量转移的方式。从字面意思就可以看出主动均衡肯定秒杀被动均衡&＃xff0c;而主动均衡又分了两种方式&＃xff0c;一种是电感均衡&＃xff0c;这一类就是DCDC变换&＃xff0c;目前市面上的电感均衡只要相邻两个电池之间有一定压差就启动。和被动均衡比起来&＃xff0c;均衡电流至少大了不少&＃xff0c;发热也减少了。而唯一的缺点就是如果电芯数量多的话&＃xff0c;可能会出现第一节电池和最后一节电池压差很大&＃xff0c;另外一种就是电容式主动均衡&＃xff0c;这种方式利用开关矩阵配合电容充放电转移能量&＃xff0c;均衡效果秒杀前面提到的所有方式&＃xff0c;理论上可以让电芯的压差为0&＃xff0c;缺点就是压差越小电流越小。

折腾过程中发现目前市面上大多数的保护板都是被动均衡&＃xff0c;原因也很简单就是便宜&＃xff0c;可就是保护效果堪忧。就连新能源电动车包括两个轮子电瓶车&＃xff0c;他们的保护板几乎都是被动均衡&＃xff0c;有些甚至就没均衡功能。而在这种系统里面&＃xff0c;电池组的容量取决于最烂的那块电池。比如说在一个100AH电池组中&＃xff0c;有一块电池容量只有50AH&＃xff0c;那么整个电池组容量就只有

50AH&＃xff0c;真正一颗老鼠屎打烂一锅粥。所以懂行的人都追求电芯的一致性&＃xff0c;这样可以最大限度地发挥电池容量&＃xff0c;但一致性对生产工艺要求很高&＃xff0c;自然而然一致性好的电池成本就上去了。所以我在这里预言&＃xff0c;在不久的将来&＃xff0c;随着新能源技术的发展&＃xff0c;以后主动均衡技术会成为电动车的卖点&＃xff0c;因为主动均衡技术可以让放电容量基本上等于电池组的实际容量。

实测不到0.3v的压差&＃xff0c;电流差不多1.5A

主动均衡板背面

既然主动均衡有这么多优点&＃xff0c;所以我决定买一个回来&＃xff0c;课时在网上搜罗一圈后发现

同样是4串的主动均衡和被动均衡保护板板价格差距太大&＃xff0c;让我这个电子发烧玩家实在是难受&＃xff0c;思来想去还是自己做一个&＃xff0c;多余的还可以卖给需要的人&＃xff0c;上面两图就是实际做出来的&＃xff0c;价格单买30&＃xff0c;3个以上免邮&＃xff0c;主要是电容主动均衡主要靠堆料&＃xff0c;参数越好&＃xff0c;均衡电流就越大&＃xff0c;效果越好。 主要参数有4个。

1.电容容量&＃xff0c;和电容的内阻

2.MOS管导通阻抗

3.PCB内部走线和外部连线阻抗

4.电池组的内阻

所以可以看出&＃xff0c;电容主动均衡就是压差越大&＃xff0c;电流越大&＃xff0c;全都和电阻挂钩&＃xff0c;所以在设计电路的时候尽量降低系统内阻。

参数1&＃xff1a;在电路设计的时候因为电芯的电压不高&＃xff0c;所以可以选择低压大容量的电容&＃xff0c;如果预算充裕&＃xff0c;可以选择低内阻的固态电容。

参数2&＃xff1a;这一般根据电池组的电压选择&＃xff0c;MOS管的特性就是耐压低的电流大&＃xff0c;耐压高的电流小&＃xff0c;反过来想其实就是内阻的大小&＃xff0c;当然如果超能力强的话&＃xff0c;高压得电流也可以大。

参数3&＃xff1a;PCB板子走线的内阻就主要和走线的宽度和铜箔的厚度有关&＃xff0c;一般改变不了&＃xff0c;当然超能力也可以提升一下铜箔厚度&＃xff0c;外部连线就和线的长度&＃xff0c;粗细&＃xff0c;材料有关了&＃xff0c;一般都要求尽量短和粗。

参数4&＃xff1a;最重要的是还和电池组的内阻挂钩&＃xff0c;这样就会导致有些用户&＃xff0c;同样的电压差&＃xff0c;均衡电流也不一样。

这就是主动均衡要比被动均衡贵的原因了&＃xff0c;当然我其实只要个主动均衡&＃xff0c;不需要那么高的参数&＃xff0c;能用就行&＃xff0c;能节约就节约&＃xff0c;毕竟实用才是王道。