有没有办法构造带有内置平衡充电功能的18650电池组?还是不是很需要平衡?


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这是我在此的头一篇博文。

嗯,我是DIY爱好者,尤其是电子行业。我实际上是在构建带有IPS显示屏的便携式Playstation 2 Slim,使其看起来像Wii U控制器。这是我的第一个大型电子尝试。

但是,要便携式,我需要用可充电电池供电。我对如何处理该项目的强大功能感到非常困惑。我会尽力详细介绍!我期待着您的答复!


小细节

环顾四周,我得出的结论是18650s(3S)的电池组可以做得很好,这似乎也很简单。将其中三个串联连接将产生最大12.6V的电压。这也很常见,因此可以找到许多有关电池的信息,甚至可以从笔记本电脑的电池组中获取。

到目前为止,我对项目中包含的电子设备有一些详细信息:

Sony Playstation 2 Slim(型号75003)

  • 工作电压:8.5V
  • 功耗:最大6 A

群创N070IDG(是的,我喜欢漂亮的屏幕:D)

  • 类型:IPS LCD
  • 分辨率:1280x800
  • 尺寸:7英寸对角线
  • 工作电压:9-12V(最佳12V)
  • 消耗:190-210mA(全亮度)(从台式电源指示)
  • 显示接口:包括HDMI,VGA,2 x AV的接口板。

PAM8403音频放大器

  • 2通道
  • 输出:4欧姆时每通道3W输出。
  • 电压:5V

电池

我设法从一台旧笔记本电脑上获得了6 x 18650电池。经过一番搜索,看来是Sony SF US18650GR 2400mAH锂离子电池。所以我得出结论,这是一个很好的开始,其中三个。

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问题

我想将此3S电池组与BMS一起使用。在获得BMS之后,就在准备组装包装时,我进行了更多研究。

看来BMS 无法平衡电池。我认为,由于它具有欠压和过充电保护,因此每个电池都将以4.2V充电,当一个电池充满但其他电池未充满时,它将停止为该特定电池充电,并继续对未充电的电池进行充电。满了。但是我似乎错了,它仍然可能失衡。

我想知道..我们使用的大多数消费类设备,仅使用直流电源充电器/电源为笔记本电脑或便携式扬声器等设备充电,就可以肯定。他们必须在电池组或电池组内部设计一个平衡电路。在设备中-还是两者都不平衡充电?

大多数教程都提到,使用带有平衡连接器平衡充电器是保持其性能的唯一方法。我发现随身携带平衡充电器并从设备中取出电池组重新充电很不方便。

我的问题是 ..是否可以设计一种具有必要保护功能(例如欠压/过压和过流保护)的电池组,并设计其通过简单的DC桶式充电器充电的方式?

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还是余额收费..不是完全必要的吗?

我真的很害怕使用锂电池。我不想伤害自己或任何人。


我可能的解决方案

由于我对锂电池的经验不是很丰富,因此对我来说,平衡至关重要。我想到了一些希望可以解决的解决方案,欢迎您提出反馈!

解决方案A-仅使用1S3P(或更多并行)包,并使用基于 TP4056的USB 5V充电器。与3个BOOST转换器配合使用1S BMS以自己的电压为LCD,PS2和其他电子设备供电。(我担心的是,我的电池可能无法应付当前的消耗。)

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我知道,我还必须根据升压转换器的效率进行计算,才能从电池获得准确的电流。

解决方案B-我最初决定的方法,我认为该图是自解释的。但是我很犹豫是否使用这种方法,因为我发现这种方法无法平衡细胞(并破坏其生命),并且可能很危险。

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解决方案C-使用1S BMS分别保护每个CELL,并同时使用3S BMS。我猜这听起来很荒谬。但是我以某种方式认为它会起作用,但效果不佳或不建议使用。

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解决方案D-适当的平衡方法,这需要使用笨重的平衡充电器,并且在充电时无法使用设备(移除需要充电的电池组)。我认为这确实很不方便。

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好吧,感谢您的阅读,我希望不要太长。我真的希望我能一劳永逸地得到答案。因为我通常不问,所以我只是研究。现在,我真的需要帮助,因为如果这样做出错,可能会很危险。

请让我知道您的想法以及最佳解决方案!我将尽力而为。

我也很想知道我的“可能的解决方案”中可能存在什么错误!这样我以后就可以避免或纠正它们。

再次感谢您。


“似乎BMS无法平衡电池”,这取决于产品
PlasmaHH

一对BMS你发现这一点:ebay.com/itm/...
布莱恩谢恩

还值得注意的是,您的电源需要内部提供CC / CV电路,电池的设置为12.6v和1C。您可以在eBay上以3-5美元的价格找到预制的降压/升压CC / CV模块,并用电位计对其进行调整。
Bryan Boettcher '02

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注释第三:良好的第一篇文章
布莱恩谢恩

另一种可能性:有3个电池座,并取出电池以便分别充电。仍然需要单独监视它们的低电压(但无论如何您都需要这样做)
pjc50

Answers:


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我设法从一台旧笔记本电脑上获得了6 x 18650电池。

这是您的第一个问题。这些旧电池可能很累,将难以提供所需的电流。单个电池的内部电阻和容量可能不同,因此建议保持平衡。

解决方案A-仅使用1S3P(或更多并行)包,并使用基于TP4056的USB 5V充电器。

馊主意。电池将非常缓慢地充电,助推器将浪费电能。包装和接线必须处理14A +的放电电流。

解决方案B(BMS和“ 12.6V”充电器)

如果BMS 包括平衡功能,那么只要“ 12.6V”充电器设计用于3.7V锂电池,它就可以工作。如果没有平衡,某些电池可能会先于其他电池达到峰值电压,然后BMS会提前终止充电,从而导致部分充电的电池失衡。

在至少一个电池降到危险的低电压之前,BMS不会停止放电。几个周期后,细胞将开始死亡。为了保护电池,您应该安装一个警报器或切断器,以防止任何电池低于3.2V。

解决方案C-使用1S BMS分别保护每个CELL,并使用3S BMS

过度杀伤力,但也许(取决于平衡器)还不够!当电池达到峰值电压(4.2V)时,许多平衡器都按照绕过充电电流的原理工作。这种方法的问题在于,如果平衡器无法旁路所有电流,则电池将继续被过度充电(直到保护电路启动)。

解决方案D-正确的平衡方法,需要使用笨重的充电器

同样,这将如何工作取决于特定的充电器。有些包含3个隔离的电路,分别为每个电池充电。这是最可靠的平衡充电方法,但是控制面板必须与所有3个充电器通信,同时保持隔离状态,因此它主要用于可能不可靠的简单低端充电器。

更复杂的平衡充电器具有LCD屏幕,并且可以完全编程。它们的平衡器通常在整个充电周期内工作,因此电池达到峰值电压之前就开始变得平衡,但是大多数电池平衡器相对较弱。主要优点是LCD屏幕可以显示电池电压,因此您可以降低充电速率,以在必要时帮助平衡电池组。显示屏还会显示已装入的电量,因此您可以评估电池组的运行状况。

平衡好的充电器可能比较笨重,但功能更强大,并为您提供更多控制和灵活性。许多人也可以使用Nicad / NiMH,LiFPO4和铅酸电池。一个充电器可能就是为许多不同的设备充电所需的全部。


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是的,您可以通过这种方式连接Turnigy 12v 2-3S基本平衡充电器。但是,它是一种平衡充电器,可为所有电池一次串联充电,并在充电时尝试均衡它们(更像解决方案C)。如果电池已经非常平衡(它们之间的差异<0.05V),那应该没问题。
布鲁斯·雅培

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BMS将防止负载(而不是充电器)产生过电流和深度过放电-因此其用途受到限制(但比根本没有保护要好)。顺便说一句,当充电器不通电时,它将从电池中汲取一些电流。电池可能很小但微不足道,或者可能很大,足以最终使电池变平。拿到充电器时,您应该测量泄漏电流,以确定将充电器永久连接到电池是否安全。
Bruce Abbott

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将您的万用表设置为mA,并将其与从充电器到电池的每条线串联(依次)。如果泄漏电流小于100uA,则无需担心。您的连接图看起来不错。
布鲁斯·雅培

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电池互连和电池引线的厚度必须足以应付负载电流。平衡线仅需要采取平衡电流(通常<200mA)。使用3S2P,您可以将成对的并行连接的单元对有效地变成一个较大的单元格。
Bruce Abbott

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锂离子和锂离子化学基本相同,只是情况不同。因此,专为3.7V锂电设计的充电器应该可以在3.7V锂离子电池上正常工作,只要电流不超过电池的额定充电电流即可。cdn.sparkfun.com/datasheets/Prototyping/...
布鲁斯雅培

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我认为您会误解BMS在充电过程中如何平衡电池。

对于3单元BMS,通常每个单元之间都有FET。当电池即将充满电时,FET用于旁路一些充电电流(通常不会关闭对单个电池的充电)。平衡电流旁路通常只占充电电流的一小部分……也许低至电池组充电电流的1/10,但这足以平衡电池中相对较小的差异。除了能够绕过给定电池周围的某些电流外,BMS还可以关闭整个电池组的充电电流。

对于充电电流变大(许多安培)的BMS实现,他们使用电荷泵技术将功率从过充电的电池转移到充电不足的电池,或者再转移到电源电容器。喜欢从线性。这样可以提高电源效率,但这不是您从Ebay购买的具有简单电荷转移功能的典型BMS。

阅读此内容以了解BMS方法。

您显示的BMS是一个简单的电压阈值单位。还有其他一些(同样简单)可以平衡2S,3S,4s和5S包装。这是3S的示例:

在此处输入图片说明

这个家伙(在Ebay上)拥有大量的电路板(当然质量未知),但是值得查看一下电路板的详细信息,以了解哪些电路板的变体同时实现了过充电(平衡过电压)和欠压方法或多电池短路保护包。

假设您的3 Cell BMS能够控制过度充电,则方法B)看起来非常适合您的电池组。


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如果您要对锂电池进行串联充电,那么可以,您需要平衡它们。

您可以在Internet上轻松找到待售的现成的平衡充电电路。也可以从笔记本电脑电池组中抢救一个。这些解决方案都不必特别庞大。

设计自己的东西当然是可能的,但这本身就是一个项目。因此,对于您的解决方案:

  • 解决方案A简单,安全(假设您有足够的并联电池)并且可行,但是您需要强大的升压转换器,并且它不是最省电的。

  • 如果解决方案B无法平衡电池,对我来说似乎不好。

  • 解决方案C似乎很笨拙,但是不管用什么,都可以用。出现的一个问题是,当1S BMS之一检测到过电压时,它会做什么?它在整个电路中的表现如何?如果开路,则意味着另外两节电池也将停止充电。

  • 解决方案D是执行IMO的正确方法。电路板上的专用平衡充电器不一定完全笨拙,它可以轻松地比解决方案C小。


感谢您的回复。我有个疑问。对于解决方案A-如果其中一个电池提到10A安全的最大连续放电速率,而我将它们并联连接,则最大电流会累积吗?就像3P会提供30A(每个10A)?还是仅串联堆叠?还是根本不堆叠?解决方案C-这是一个很好的问题。我没想到。我将对此进行研究。解决方案D-我认为我无法购买或制造紧凑型平衡充电器。我所描绘的是:链接这就是为什么我认为它很大。
Paolo

您是否暗示可以在设备外壳中集成平衡充电器?确实很有趣!
Paolo

是的,这正是我的意思。阅读完您的问题后,我很受启发去ebay并为自己订购了具有平衡充电功能的3S BMS。它只花了几美元。不知道这有什么好处,但是我们拭目以待。您可以通过搜索3S平衡PCB在Ebay上找到它。关于第一个问题:当将相同的电池并联时,电流会在它们之间分配,因此3P的10A电池可以发出30A的电流。请注意,如果电池不相同,由于内部电阻和电荷水平不均匀,分布也会有些不均匀。
Dampmaskin

当您使用废旧电池时,无论如何都需要一些良好的安全余量。如果有任何电池显示出变形的迹象,我个人将尽量不要从额定10A的电池中吸取超过5A的电流。
Dampmaskin

是的,我在eBay上找到了这款漂亮的3S小充电器。3S充电器 ...进一步看,我发现了一个有趣的一个4S PCM与DC端口 ,我不介意去4S,因为我会用降压-升压转换器用于调节适当的电压。只要可以最简单地实施充电器解决方案即可。
Paolo
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