日常最離不開的恐怕就是這電池這玩意了，電子表、遙控器，電動(dòng)車，手機(jī)………………
什么干電池、鎳鉻鎳氫、鉛酸電池…… 不是咱今兒的重點(diǎn)。
---------------今日的豬腳--鋰電池-------------------
一次性鋰電池咱們用得不多，也就不再討論范圍了。
可反復(fù)充電的，常見的有 ：（** 循環(huán)壽命與放電倍率、充電電壓、放電濃度密切相關(guān)）
磷酸鐵鋰 典型工作電壓范圍：2.5-3.6V ，標(biāo)稱值3.3V 能量密度90-120W/Kg ,循環(huán)壽命：1000-2000次
錳酸鋰 典型工作電壓范圍：3-4.2V ，標(biāo)稱值3.7/3.8V 能量密度100-150W/Kg ,循環(huán)壽命：300-700次
鈷酸鋰 典型工作電壓范圍：3-4.2V ，標(biāo)稱值3.6V 能量密度100-240W/Kg ,循環(huán)壽命：500-1000次
鎳鈷錳酸鋰 典型工作電壓范圍：3-4.2V ，標(biāo)稱值3.7V 能量密度100-220W/Kg ,循環(huán)壽命：1000-2000次
鎳鈷鋁酸鋰 典型工作電壓范圍：3-4.2V ，標(biāo)稱值3.6V 能量密度200-260W/Kg ,循環(huán)壽命：500次
鈦酸鋰 典型工作電壓范圍：1.8-2.85V ，標(biāo)稱值2.4V 能量密度50-80W/Kg ,循環(huán)壽命：3000-7000次
陌生吧。。。 看不明白吧。。別管它，這不是重點(diǎn)， 咱知道常見的有這么幾種就好。
我們聽到最多的還是18650、21700，聚合物、三元、磷酸鐵鋰 這樣的詞。目前使用上較多的是鎳鈷錳酸鋰，也就是我們常聽到三元鋰電池。而所謂的18650或是21700只是描述的它的封裝形式。而磷酸鐵鋰這貨由于安全性較其它幾種較強(qiáng)，曾經(jīng)或是以后仍有較大的可能成為電動(dòng)車電池的主力。
相比于前面提到的鉛酸電池，鋰電池能量密度要高很多，意味著更輕的重量的得小的體積。體積下，鋰電池通常只用鉛酸電池1/5-1/6的重量，正常充放電下，壽命比鉛酸電池長(zhǎng)，相比于鎳鉻電池，它沒有記憶效應(yīng)；自放電極低，溫度適用范圍大，通?？梢?20--60度環(huán)境下使用，甚至有特殊的-40度使用的電池。
滿滿的優(yōu)點(diǎn)…… 想多了。這貨缺點(diǎn)也不少。
1，通常安全性較鉛酸差太多，有發(fā)生爆炸或燃燒的可能。
2，過(guò)充或是過(guò)放都會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞電池的性能，甚至讓電池直接報(bào)廢。
3，多串多并使用時(shí)，不僅需要分容配組，還需要有電壓的均衡控制。
4，貴， 當(dāng)然這個(gè)是相對(duì)的。隨著工藝的成熟、產(chǎn)量的提升，價(jià)格也是越來(lái)越容易為人所接受，所以，咱們現(xiàn)在看到的電動(dòng)車，基本上都使用鋰電池了。
-----------------今天的重點(diǎn)來(lái)了--鋰電池組為什么需要均衡--------------------------------
我們來(lái)看個(gè)示意圖先。（為了更容易理解，夸大了這個(gè)電壓差，）
6串一組電池
接下來(lái)看看常規(guī)的保護(hù)板是如何工作的。
常見的保護(hù)板工作原理示意
上圖是兩種保護(hù)板示意圖，不要在意MOS管是P給還是N， 這個(gè)不重要。。
我們只要知道 ， 充電時(shí)，整組電池中，只要有一只電壓達(dá)到上限值（不同的電池值不同，這里我們以4.2來(lái)例）4.2V，保護(hù)板將驅(qū)動(dòng)MOS管關(guān)閉整組電池的充電，它并不會(huì)管其它幾節(jié)現(xiàn)在是不是充滿了。
而在放電時(shí)，只要有一只電壓達(dá)到下限（同樣的，舉個(gè)例子2.9V），保護(hù)板也會(huì)在這個(gè)時(shí)間關(guān)閉整組的輸出，
以我們上面的6串一組的圖為例來(lái)說(shuō)，充電時(shí)，第4節(jié)充到4.2V了， 保護(hù)板關(guān)閉充電通路，整組電池不再充電，而這時(shí)，可能第一節(jié)電池只充到了3.5V。
再來(lái)看放電時(shí)的情況，由于第一節(jié)初始的電壓較低，這樣在放電時(shí)，它的電壓也是第一個(gè)下降到下限值，從而觸發(fā)保護(hù)板關(guān)閉整組的輸出。
這時(shí)實(shí)際放出的電量?jī)H是第一節(jié)的從3.5V，放到2.9V的電容量。
這下體會(huì)到電池容量下降了吧，這還沒完，在你接下來(lái)的多次充電循環(huán)中，這個(gè)過(guò)程將周而復(fù)始，第一節(jié)電池將長(zhǎng)期處在餓著的狀態(tài)，它的壽命將更快速下降。于是，你的電池組掛蛋了。。。 這樣你明白了為什么標(biāo)稱最少1000次循環(huán)的電池幾百次后就廢了吧。。。
為了解決這個(gè)問(wèn)題， 均衡板出來(lái)了。它有這樣的（用431或是DW01這類芯片做）
放電式均衡板
也就這樣的（用BM3451芯片來(lái)做的）
BM3451均衡板
有標(biāo)稱50mA的， 100mA的， 更有標(biāo)稱1.5A的。。。反正臉皮有多厚這個(gè)值可以隨便多大。
它有用嗎？ 必須有。 但有一個(gè)前提條件，你的電池本身的一致性要足夠好。
同樣以上面的6連板示意圖為例來(lái)說(shuō)明，（BM3451數(shù)據(jù)表如下）
以這個(gè)用于4.2V電池的為例
看到什么了？ 平衡啟動(dòng)電壓開啟點(diǎn)4.19V。 這意味著，如果是6串板示意圖中的電池狀況來(lái)看，當(dāng)?shù)?節(jié)電池充到4.19V的時(shí)候，BM3451才打開旁路電阻， 讓部分電流繞過(guò)第4節(jié)（這部分電池不給第4節(jié)充電）給其它電池充電，這個(gè)電流的值就看你配置的電阻的大小了。常見的是50mA(為啥不會(huì)更大？ 你想，你想，你再想想， 電流經(jīng)過(guò)電阻會(huì)發(fā)熱不？ 電流越大，電阻的發(fā)熱也越嚴(yán)重，比如有這種電流宣稱1.5A的，你計(jì)算下它的發(fā)熱功率會(huì)嚇一跳，4.19*1.5A = 6.285W ，如果6串中有3串開啟了這種均衡，發(fā)熱功率近20W， 你的電池包。。。 它可能得著火了。)，也就是在給整組電池充電時(shí)第4節(jié)相比其它電流少充入50mA的電流，然而，對(duì)于第1節(jié)電池來(lái)講，如果容量是2200mAH電池，在充到3.5V時(shí)，大約充入40%電量，還需要持續(xù)充入 1320mAH才能充滿。但這個(gè)時(shí)候，這種均衡板可并不是只對(duì)第1節(jié)在充電，只是第1節(jié)的充電電流比第4節(jié)多50mA .所以， 第4節(jié)會(huì)很快充到4.2V。在保護(hù)板會(huì)觸發(fā)保護(hù)，關(guān)閉整組電池的充電。你的第一節(jié)電池。它的充電也就停止在了3.5V。
看……。 它并沒有用！ 錯(cuò)啦。。。得看用在哪，如果電池的一致性較好，只差一點(diǎn)點(diǎn)，這玩意還是有點(diǎn)點(diǎn)用的。不過(guò)，我相信，大多數(shù)人買來(lái)的電池都不會(huì)是松下呀這樣的原裝且同批次還配組過(guò)的。這種情況下，上面的這種均衡板，基本無(wú)用。
-------絕癥？當(dāng)然不是------------------
后來(lái)，出來(lái)一種帶主控的均衡板，價(jià)格不便宜， 它可以控制均衡電路部分，從你開始充電伊始就開始均衡，這樣帶來(lái)了實(shí)際的那條改變，基本上，只要是同批次的電池，在這種電池的保護(hù)下，可以得到較好的均衡。
帶主控的均衡板
你要說(shuō)它有啥缺點(diǎn)， 不多，就兩個(gè)，一是貴，二是電池差別大的話，這貨也沒用。當(dāng)然， 這兩毛病對(duì)有錢的你來(lái)講也不是啥問(wèn)題， 買好一點(diǎn)的電池唄。
接下來(lái)要講的，是給隨手收電池的普通人的哈， 土豪們手頭要有這種看不上的電池，多多贊助我些， 我來(lái)測(cè)試新的雙層式電池管理板。
上面的例子， 我們看到的是放電式的均衡電路，它一般只能用于小電流，且只工作在充電狀態(tài)下。
與這相對(duì)應(yīng)的，還有主動(dòng)均衡電路（也叫能量轉(zhuǎn)移式），這類電路通常可以工作在充電和放電中，與放電式不同的是，這類電路是把電量多的電池上的電量轉(zhuǎn)移到電壓低的電池上。
第一種，飛渡電容式能量轉(zhuǎn)移，使用開關(guān)通過(guò)電容轉(zhuǎn)移能量
第二種，DCDC式，相當(dāng)于在整組充電的同時(shí)給單節(jié)補(bǔ)充
第三種，多繞組變壓器法，相當(dāng)于給每個(gè)電流單獨(dú)一個(gè)充電電路
第四種，相鄰電池能量轉(zhuǎn)移法，使用電感儲(chǔ)能把兩個(gè)相鄰電池電壓均衡到一致
咱們來(lái)看看以上幾種的特性：
第一種，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率高，不過(guò)，均衡電流不好控制，還是以我們上圖的6串板為例，當(dāng)電容并在第4節(jié)，再經(jīng)過(guò)開關(guān)轉(zhuǎn)換到第一節(jié)時(shí)，由于壓差大，電流會(huì)較大，可能超過(guò)電池許可的充電電流值，而當(dāng)電壓差較小時(shí)，它的均衡特性又會(huì)變得較差。其二，這種也是基于不同電池之間的充電來(lái)的完成均衡，這外充放電過(guò)程實(shí)際上還是在消耗電池的充放電循環(huán)壽命（當(dāng)然，實(shí)際上比不均衡仍然要好太多）
第二種，在充電的過(guò)程中， 主充電電流由主充電部分提供，電壓偏低的部分由并在電池上的DC部分補(bǔ)充，這個(gè)電路除不能在放電時(shí)均衡外，效果極好，無(wú)損電池循環(huán)壽命。
第三種，這個(gè)電路有沒有眼熟的感覺？ 玩過(guò)航模的， A9充電器就是這個(gè)主電路結(jié)構(gòu)形式，除了成本高，不能在放電過(guò)程中均衡外，跟第二種一樣，它的均衡無(wú)損電池循環(huán)壽命。
第四種，這個(gè)電路相比第一種，實(shí)現(xiàn)了均衡電流的簡(jiǎn)單可控，特別是壓差較大時(shí)，對(duì)電池進(jìn)行均衡不會(huì)因電流過(guò)大損傷電池，但它跟第一種毛病一樣，均衡的過(guò)程實(shí)際上也是在消耗電池的循環(huán)壽命。（當(dāng)然，一樣比不均衡的要好太多），與第一種相比， 這個(gè)還有個(gè)優(yōu)勢(shì)，便宜（應(yīng)該算是優(yōu)勢(shì)吧）。
各們看官，有沒有發(fā)現(xiàn)少了點(diǎn)什么 ？
對(duì)， 少了一個(gè)無(wú)損均衡且還可以在放電過(guò)程中均衡的電路。
這也是咱們目前正在開發(fā)測(cè)試的電路。請(qǐng)留意后續(xù)文章。今日兒，咱先講講這些基本結(jié)構(gòu)。
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相比常規(guī)的類似電路，老姚給這貨加上了電池中線斷線保護(hù)，增加了涓流/正常均衡指示。
文宇6S雙向主動(dòng)均衡板，適合于2S-6S應(yīng)用 ，對(duì)于非嚴(yán)格要求電壓一致性的地方，還可以多板級(jí)聯(lián)使用，工作電壓，適合于2-4.5V的鋰電池，最大均衡電流1.5A (隨壓差調(diào)節(jié)，當(dāng)壓差過(guò)大時(shí)，會(huì)自動(dòng)進(jìn)入涓流充電模式)，起始工作點(diǎn)是相鄰電池壓差大于0.1V，當(dāng)均衡到相鄰電池壓差小于30mV時(shí)自動(dòng)停止。
寫著寫著到晚上9點(diǎn)了。。。不早了，朋友們，晚安先!.
明兒繼續(xù)更新 電池點(diǎn)焊機(jī)的相關(guān)內(nèi)容。
