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回复:多锂电池并联升压做电单车供电

多节锂电池并联后升压。 加入收藏字号:+ -

       如题,打算采购多节20AH的磷酸铁锂电池并联后给电单车供电,因为电压比较低,而电单车需要36V电压,10A左右的电流,所以需要升压。

      之所以用并联,是因为可以不考虑电池的均衡问题,保护电路也比串联方式的好做。打算用推挽方式实现。目前觉得难点在于开关管的导通电阻损耗:目前看到导通电阻比较低的MOS(IFRP4004)在1.7毫欧姆左右,300W,按90%效率算,输入电流在3V的时候为111A,如果是推挽一边3管并联,那么电阻损耗是111A*111A*(1.7/3)=6.89W,计算得到的损耗并不算大,变压器考虑用铜条来做初级绕组,引出线用铜螺栓来做,似乎也是可行的。

       不知道有什么影响这个方案实施的地方,请指教!


多日无暇登陆电源网,今天挖坟看到此贴

并联电池在升压是不可取的,主要是损耗大,可靠性低,成本高,综合下来比串联电池损耗的成本还高。

之前也有过此类似想法,简单做了些实验,发现升压的效率及接线难度不理想。

楼主可以考虑采用单电池升压后并联的做法,相对简单,电池的保护相对较好,但是效率仍然是问题。

有时候我们考虑问题可以退一步,在当下场管横行的天下,很多人忘记了机械开关,机械开关的效率和可靠性远比管子高,并且维护容易成本低,可以考虑用一组旋转开关将电池接成并联充电串联放电模式,弱点是充放电是需要手工转换。采用并联充电串联放电模式,如果用场管实现太过繁琐,结果事得其反。

其实也可以进一步退后思维,之前本人也对锂电池的并串联工作问题头痛,但是翻阅资料发现,世界上最著名性能最好的电动车采用18650电池,细看才发现,老外工程师的认真及态度十分值得我们敬佩。

其方法是,采用多节小电池并联,这样电池组的差异随着并联数量的增加趋近无限小,然后再串联,这样就解决了电池差异的问题。

特斯拉的工程师利用计算机模拟穷举,最后找到了合适并串联组数,钦佩。最后再选用世界上差异最小的电池厂家供货,这样完全解决了电池差异问题,起码是在有限的使用寿命期内。

其实很多问题我们都需要退步思维,希望给大家技术进步。

科技无国界,科技造福人类,科技是社会进步的真正推动力。

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st.you
LV.9
2
2013-09-10 16:30

我现在不考虑这个方式了,一来效率做不高,二来体积成本增加不少。

我在试验的方式是增加一个充电均衡电路,检测电池组的每一节电池,如果高于充电的最大值(锰酸锂4.2V 磷酸铁锂3.65V)就把充电电流分流,不让电池电压继续升高,保护电池不过压。目前用的是耗能方式的,用TL431+PNP三极管做成的并联型稳压,优点就是稳压精度高,静态功耗低(小于100uA)缺点就是充电电流在过压时全部分流,直接以发热的形式消耗掉,如果电池组差异过大的话,这个能量就白白浪费了。有打算做成能量转移方式的,就是单个电池超过设定值,就把能量转移到整个电池组两端,这样能量就不会白白浪费掉。但不管怎么做,如果某节电池容量变低了,那么整个电池组的容量也会因此降低,所以还是依靠电池组单体的一致性,但这样做起码能保证电池不过充,为保证电池投入到电池组中跟单体的循环寿命接近创造条件。实际很多保护板也有这样的均衡电路的,只是均衡电流非常小,几乎不起作用,钳制不了电池的电压,最终导致电池过压严重。

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beoyin
LV.5
3
2013-09-10 16:50
@st.you
我现在不考虑这个方式了,一来效率做不高,二来体积成本增加不少。我在试验的方式是增加一个充电均衡电路,检测电池组的每一节电池,如果高于充电的最大值(锰酸锂4.2V磷酸铁锂3.65V)就把充电电流分流,不让电池电压继续升高,保护电池不过压。目前用的是耗能方式的,用TL431+PNP三极管做成的并联型稳压,优点就是稳压精度高,静态功耗低(小于100uA)缺点就是充电电流在过压时全部分流,直接以发热的形式消耗掉,如果电池组差异过大的话,这个能量就白白浪费了。有打算做成能量转移方式的,就是单个电池超过设定值,就把能量转移到整个电池组两端,这样能量就不会白白浪费掉。但不管怎么做,如果某节电池容量变低了,那么整个电池组的容量也会因此降低,所以还是依靠电池组单体的一致性,但这样做起码能保证电池不过充,为保证电池投入到电池组中跟单体的循环寿命接近创造条件。实际很多保护板也有这样的均衡电路的,只是均衡电流非常小,几乎不起作用,钳制不了电池的电压,最终导致电池过压严重。

可以考虑再生均衡,但是成本高很多。电阻均衡的模式,很多板子都是这样,但是效率太低,所以看到很多板子的均衡电流都很小。最终变成热量,而“热”是最可怕的事。

总的电池组是串联模式,在每节电池上增加一个隔离升压电路,经过升压并入电池组的输入端,这样就形成了再生均衡,均衡电流可以适当加大,损耗相对电阻模式要小的多,只是成本增加。

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tiger23
LV.3
4
2013-09-11 08:39
机械开关换档是一劳永逸的事,也是彻底解决安全问题成本问题的途径
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st.you
LV.9
5
2013-09-11 08:55
@tiger23
机械开关换档是一劳永逸的事,也是彻底解决安全问题成本问题的途径

机械开关有接触不良和寿命问题。

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2013-09-11 18:38
还是串联民36V的为好
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尤小翠
LV.7
7
2013-09-15 17:38

最近窝倒是考虑做一种类似的东西

把3.2V磷酸铁锂电池电压升到12-20V 最大输出电流5A来给笔记本电脑使用...

感觉2块磷酸铁锂并联充电比串起来容易多了吧 而且40A的输入电流应该也不是太差 因为找到了耐压24V内阻0.7毫欧的管子...

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