求助14串锂电保护方案

双面PCB：1.5元；三星单片机S3F9454 2.2元；功率MOSFET2个：4.3元；电压和电流检测：7元；平衡电路不算在内的话，用单片机做，最便宜的方案至少也要15元以上的，估计你只能用保护IC的方案做。10元以下是根本不可能的事。如果不做平衡的话，你要是用国产电芯，电池组的寿命会极短的，这种板做出来，也是害人。：）

14S的锂离子电池，充满时的电压接近60V了，因此如果直接电阻分压后进行电压测量，分辩率只有60V/1024=60mV，（1024为10bitA/D的分辩率），即使有软件校准，最小的误差也会有60mV，这种电压精度做保护都不够用，用来做平衡的话，平衡完压差也在60mV以上了。

因此如果你要用10BIT的A/D检测高位的电芯电压，必须要做电压变换，电压变换有几种方式，但是都需要钱，常用的有运放进行变换。

又：三星单片机S3F9454有9路的10BIT的A/D，只有2元2，比ATMEL的还便宜，如果你要想成本更低，可以用它。

如果你是新手，并且是公司小的话，我建议你放下单片机的方案，这个方案对于一个新手来说能在一年内玩下来都算你很有成就了，所以还别走这一条弯路，如果只是玩玩样品当然问题不大，但是要上量且可靠，这不儿戏，单片机保护，有很多优势和不足，对于新手根本无法兼备，对于锂电的精度你至少做到50MV的精度，并且是最大值50MV，如果是+/-50MV那么电池过充的时候，极端情况下，你就有可能出现0。1V的压差，这对锂电有很大影响，比如一个充到4。2V，而另一个就可能只有4。1V（我这只是简单说明，因为这里面还有很多其因素）。所以单片机很难做到50MV这个精度，我曾经用12位精度单片机也只能做到35MV，再往上做成本就大很多，无法跟市面产品做竞争，目前市面上有几种单片机大致有三种方案，电阻分压，电压差分，悬浮地电位采样，但却有多种做法，根据不同使用场合有不同使用优势

电压差分这种电路优点成本低，

缺点：1。精度差，并且有误差叠加，也就是当一个通道有50MV的误差时，14串整组电压就有0。05*14=至少就有700MV的叠加误差(如果按设计一一计算，至少也有1。5V的误差），因为电阻分压基本上是做减法。还有，由于你是多通道采样，这里还存在时间误差导致的检测误差，通道越多，这误差越大。

2。精耗电流大，并且分布不均匀，由于是用5V供电，采集14串，那么必须得做电阻分压，14*4。3/5=12。04倍，留一定余量，用电阻上限120K，下限10K进行分压采样，那么就会存在静耗电流，第一节静态电流为最大4。2/130K=32UA，最小19UA，最高节4.2*14/130K=450uA,最小269uA,从静耗上看，高节和低节静耗电流相差太大，不难算出，半年待机时间，就会有6%的容差。从精度上看，由于单片机采样需要一定的采样电流，不同品牌有所不同，一般大于5UA方能准确采样，那么可以根据电路大约等效单片机内部相当于一个下拉电阻5/5UA=5M，也就是说每个单节电池下拉电阻多并了一个5M电阻，这样对于不同节数导致的偏移也不一样。所以这采样的方法和时间，很重要，当然根据以上的缺点也可以做一些优化。比如电压跟随，等等！

对新手来说,用单片机做的确难度比较大,会有一些困难,不过从我目前所见过的所有方案来看,用单片机做的方案,检测精度最高,实际测试中,对每节电芯的电压最大测量误差,只有5mV.只是这种测量方法要用到一种电压变换电路,这种电路是我司已申请专利.在我所见过的多种电池管理系统中,精度最高的两种,都是5mV,而这两种也都是用单片机完成的.采用专用的多节电池电压检测芯片,即使在软件校准条件下,也只做到20mV.

如果我没说错，5MV的精度你应用在BMS系统，而不是电动车保护板，成本和静耗是自行车所不能承受的，只有电压差分和悬浮地加上电位校正才能做到5MV的精度，但话说回来，保护板一旦精度上到25MV，工艺是一个很复杂的过程，且保护板和电池组组装往往不是同一家公司，这里面彼此必须得有很好的配合才能体现这精度的优势，否则精度越高只会出现越多的问题。比如一组电池组中，每个电池组必须通过导体连接，而这个导体根据不同在大电流情况所产生的压降也不一样，比如一个导体电阻1MR（电动车电池组连接导体通常来讲都大于3MR），电流20A，那么就有20MV的误差，也就是在物理上这导体是同一电位，而实际上，你接第一个电池的+和第二个电池的负极却是有很大的不同，所以当精度上25MV以内，就必须得引出双线，就每个电池都得对应一根正负导线，否则再高精度的系统也没有任何意义。再者更严重的就是均衡而引起的误差精度，这里就不一一详谈了。有需要交流欢迎加入电池保护系统QQ群35585132

我们目前把这种检测电路也用在了电动自行车的保护板上了，并不只限于电池管理系统中。它的电压检测电路这部分成本约为0.5元/节。功耗小于100uA（所有节数都算在一起的最大功耗）。

0。5/节我想只能做到30V以下（最多也就是40V），如果是60V以下应在0。7~0。9每节左右，顺便请教一下，如果是用在自行车上，你做这么高的精度应该是为了均衡吧，如果仅仅是检测，我想没这个必要，电池管理系统因为要做能量计算，精度所以就显得重要了。还有，自行车方案应做不了独立单片机电源供电，因为不像BMS那样可以做工作开关，既然做不了单独电源供电，那么就做不了单片机直接采样，如果不直接采样能做5MV精度真是可谓上品，我看只是个别或在一定条件测试出来而已，如果是用开关切换差分，那么运放差分本身用1%的电阻就已经超过5MV的误差，即使你用0。5%的电阻，不考虑温漂，运放失调精度和单片机采样的误差（包括模数转换的四舍五入算法），比如采集第10串40V电压，9节为36V，正常情况下，运放+相是20V，但经过0。5%的极端误差后，20。1V，那么—不考虑失调也就是20。1V，如此算来就算负相电阻不作误差算就已经4。2V，正常应是4V，再经负相电阻极端误差会更大，这是不作校正算法，作了校正后，我仔细算过，用0。5%稳压IC的作基准，也会在8mV~15MV之间，就算你用昂贵的2MV精度误差基准，如果加上以上运放失调和温漂，和算法误差，也根本做不到5mV，当然如果只测样，我不否认能测出个别正负5MV误差精度的样品来，因为本身仪表测试也有误差，但是我想你规格书并不敢大胆承诺5MV的精度，目前我只见过单片机直接采样，并且是12位精度，高精度基准源校正，才能做到5MV的承诺，如果兄台真能做到如此低价上品，不防说说一二，让大家分享分享

是每节都用一个运放吗?

不用运放,用运放做变换的成本高,而且对电压检测有限制,而且要用四个电阻,误差也大.

在最后的A/D前有用一个运放,作跟随用的,这个运放是共用的.

在进运放之前的电压,你不会是也用电阻分压的,不然怎么也做不到0.3元一节.

我的确没用运放做变换，而且也不是用电阻分压(用电阻分压,用10BITA/D根本是做不到这个精度的)，这个电路很神奇，是我的创新，因此才申请了专利。

如果你愿意的话，你可以来赌的，无论金额多少，你下注后我就在这把电路公开，你可以用MULTISIM来仿真，变换后的仿真结果是0误差的，只是实际应用中，因元件的一致性，会有些误差，但经软件校准后，误差就做到5mV以下了，你甚至可以到我的公司来看实际运用中的测试结果。

是的，就是这部分电路是0.3元。

变换下来后，由于它对后面A/D的输入阻抗要求高，因此经过模拟开关后，加了一个运放跟随，然后直接让单片机A/D。

由于模拟开关和运放的成本要分摊，因此分摊到每节，实际的测量成本是0.5元/节。

我相信你能做出来,还是等你专利批准之后,再贴出来让大家学习一下,16串可以做到0.6左右,估计你17串成本就上去了.是不是这样的?

是的，是这样。：）

通常情况下，第一节的电池电压，是不需要做变换的。因此17S时并不增加，18S以上时，会增加一个模拟开关的钱。如果只一路模拟开关时，也可以用简单的分立元件来做的，也只要0.3元，两路以上模拟开关，用模拟开关芯片会合适些。

10S以下，是用一个8通道模拟开关，18串以下，用一个16通道模拟开关，20串以上，用8+16各一个模拟开关。。。。。。