DIY的充电板对72V、60V电动车电瓶进行均衡充电实战

IlovePLC

前言：
        家里的72V电动车，使用不到两年，电瓶组的行驶里程严重下降，经检查有两块电瓶的空载电压降至11V以下，其它四块电瓶的空载电压均在12.3V以上。很明显，那两块11V以下的电瓶已经不行了，究其原因，是每个电瓶的容量在使用一段时间后，逐渐不均衡。容量好的充电时间慢，容量不好的充电时间快，而原车附带的72V充电器是串联充电的，它根本分不清哪个先充满，哪个没充满，一股脑的往死里充，只要到达某个总电压值才会转为小电流充电。正因为往死里充的阶段，往往会把容量不好的电瓶给充坏，而容量好的又没充够，久而久之，容量不好的电瓶优先报废，所以表现出来的特点就是行驶里程严重不足，一天一充才行。

制作均衡充电板的缘由：
        而原车附带的充电器，还有某宝、某多多几十元的便宜充电器，由于成本控制，大多数采用LM324、LM358等之类的运放作为比较器（详见论坛内各种充电器拆解图），进行充满电压比较，从而控制充电电流。这种便宜货色号称“智能型”、“脉冲型”、“三段式充电”等一大堆虚伪的宣称，其实连最基本的充满自停的功能都没有，充满电了还有几百mA的电流往死里充，久而久之，就有一两个电瓶充鼓充爆，所以民间就有了这句俗语：电瓶不是用坏的，而是充坏的。

本充电板的特点：
        采用专用的12V铅酸电瓶充电管理芯片，真正的三段式充电（恒流恒压浮充）、真正的充满自停，线路非常简洁，用它来做单个电瓶的充电，非常适合，可以方便改装成电池组的均衡充电线路。均衡充电的好处在于，能对单个电瓶进行充电，各自独立，互不影响，从而避免了串联充电的弊端。

        之前进行了初步的方案设计，并进行了PCB打样，进行了单个电瓶的测试，非常符合预期的目标。经过几次PCB改版，最终采用六块小板拼成一个大板的形式，可以对48V-72V的电动车进行均衡充电，也可以把一整块大板切割成六块小的板子，功能是不变的。为了整个电池组的整体充电测试，把那块不好的电瓶拆出，以旧换旧，换了两块比较好的二手电瓶。原理图详见另一个贴子：利用电池管理芯片CN3768，DIY一个对铅酸电池均衡充电的电路。


改版后的3D图，主要是更换成贴片的DC插座5.5-2.5：


具有六组充电功能的PCB大板，可以分割成各自独立的六块小板，增加了正面散热面积：


PCB大板的背面，散热窗口集中在一起，背面可以安装散热片，但要做好绝缘处理，否则会短路炸管，也可以不安装散热片：


焊好后的成品图正面：


焊好后的成品图背面，有跳线连接，具体原因请见另一个贴子说明：


插上6个插头示意图，使用DC插座5.5-2.5：


均衡充电必须使用六个独立的开关电源，严禁使用一个开关电源对六个充电板供电，否则会爆炸：


第1次充电，电动车座椅下面的空间很狭小，很杂乱：


整理开关电源，三个一组，然后层叠起来，这样就美观很多了：




重新整理电动车座椅内部空间，整洁好多：


第二天早上充好电了，实测电压为：



由于是晚上充电，充电时间6-8小时，所以无法跟踪充电的各个阶段。充电前的各个电瓶空载电压为12.2V左右，第二天早上充好电后的空载电压为13.1V左右，很明显，每块电池都已经充分的充电了。实测：骑去上班，路程8KM，骑行速度35-40KM/H，电量满格为5格，上坡阶段保持时速不变，还稍微加点油，5格电量没有降低1格，这在以前是不可能的，以前骑车上坡时肯定会掉1格电量，现在5格电量满满的，说明各个电瓶应该是充足了电量。正常来说，骑行三天上下班，会掉1格电，今天是第1天，看看后面两天什么时候掉1格电。

至此，实战第1天结束，后续会进行多批次充电和骑行测试，希望这次的DIY均衡充电板，能再用电瓶两年，理想状态是四年一换，而不是两年一换。下一步准备给家里的第2台电动车进行改装了。
实战第2天：经过两天的骑行，在第2天的下班，上坡时电量下降了一格，达不到三天的预期目标。原因分析：1、如果是全新电瓶组，骑行三天才会下降一格电，毕竟我的电动车使用了两年了，容量肯定不如原来全新的状态，所以只能顶得了两天；2、测试环境是冬天，大家都知道，冷天的时候，不管是锂电池还是铅酸电池，容量肯定比夏天的时候下降1/3。晚上充电，电瓶的空载电压约为12.2V-12.3V，充电时间约六个小时就结束了，第3天的早上测量单个电瓶空载电压为13.1V。

码字不易，希望大家提出宝贵意见，或者有更好的排版，可以提出，我充分汲取和改进。





补充内容 (2021-11-24 22:22):
实战1周：经过一周以来的骑行测试，使用2年的电池组，每两天就会下降一格电（满格为4格），骑行过程中的总电压下降到72.0V左右，需要两天充电一次

补充内容 (2021-11-24 22:26):
今晚改用原车充电器进行充电。实测如下：15.3V、15.2V、14.5V、14.4V、14.3V、14.2V。电瓶最高充电电压不能超过14.8V，可见串联充电时的危害性很大，会过充

wy1032533

这个比锂电池均衡冲简单多了

1785104438

要是可以做一个隔离电路就好了，用一个大电流的12V充电器，早就有这样的想法了

xbxxdiy

暂时不能说明什么问题。

只能说你换了两块稍微好些的电池上去而已。

使用原充电器串联充电也可能会达到这个效果。

微笑生活

1785104438 发表于 2021-11-17 00:01
要是可以做一个隔离电路就好了，用一个大电流的12V充电器，早就有这样的想法了 ...

再大电流12V充电器也充不满12V铅酸电池，起码要13.8V才能吃饱。

感动常在骚尼

一个月拆一次均衡足以,闲得慌可以半月一次或一星期

aacyxjz

如韵的cn芯片好多人反应效率低发热严重，不知道楼主的咋样

卫星123

以前有大师用N75做过均衡板子，等你测试成功的消息，车太多，需量很大，我的三个车都是60伏的

hilljanet123

这个实验，那是相当的不成功！
电池，和充电器，至少要有一个不变化！两个都变了，那算谁的功劳呢？
另外，看格不行，2元的电压表，每个电瓶装一个，可以很直观的看到每个电瓶带载的实时电压

x067

微笑生活 发表于 2021-11-17 01:30
再大电流12V充电器也充不满12V铅酸电池，起码要13.8V才能吃饱。

:lol:我怎么记得是14V才能充满呢。

IlovePLC

感动常在骚尼 发表于 2021-11-17 02:57
一个月拆一次均衡足以,闲得慌可以半月一次或一星期

呵呵，一个月拆一次电池组出来充电，这样也会累死我的:lol:，最省事的方法还是在线均衡充电吧，不去折腾了

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aacyxjz 发表于 2021-11-17 07:00
如韵的cn芯片好多人反应效率低发热严重，不知道楼主的咋样

cn芯片不会发热，为了保证原装正品，我是在某商城购买的，商城价格可比某宝的价格贵上两三倍了，就是为了能买到正品。不敢保证从某宝渠道购买的CN芯片是不是正品，所以我监测CN芯片很久了，一点也不热，反而是MOS管和肖特基二极管发热

IlovePLC

hilljanet123 发表于 2021-11-17 08:10
这个实验，那是相当的不成功！
电池，和充电器，至少要有一个不变化！两个都变了，那算谁的功劳呢？
另外， ...

你说的不成功指的是什么呢？指的是电瓶电压在跑的过程中会掉电压吗？如果是这个，电瓶电压肯定会掉电的，这跟电瓶使用期限有关系，使用两年的电瓶，容量已经降为原来的80%以下了，所以大家不要指望这个充电板是用于修复电瓶的，充电板只是把电瓶充满，这个“满”指的是它的现在容量（16AH以下），而不是原来的容量（20AH），所以你说的不成功是正确的。但我的目标不是恢复电瓶的原有容量，而是把每块电瓶充电充满到它现在的容量就足够了，这对于我来说，是成功的，成功的标准为：1、它能充满到现在的容量，2、充电板会充满自停，3、每块电瓶的容量都是最充足的，哪怕每块电瓶的空载电压不是一样。所以它解决了原装充电器会把电瓶充坏的风险，大大延长电瓶更换的时间，间接地降低了成本，这是我追求的结果。

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卫星123 发表于 2021-11-17 07:31
以前有大师用N75做过均衡板子，等你测试成功的消息，车太多，需量很大，我的三个车都是60伏的 ...

你说的“用N75做过均衡板子”，应该是那种串联充电时，监测哪个电瓶电压满足时，强制把流经这个电瓶的电流进行分流的装置吧？这也是一种均衡充电的方式，可以解决一部分把电瓶充坏的问题，但是还是解决不了原装充电器不能充满自停的问题啊，这种分流方式，还是有一部分电流对电瓶进行充电，如果原装充电器不能充满自停，还是存在一定的风险性。当然，这种均衡板比“往死里充”的方式好很多了。这种分流方式的均衡方案不是我追求的方式，还是老老实实搞个独立充电的均衡方案吧

hilljanet123

IlovePLC 发表于 2021-11-17 09:01
你说的不成功指的是什么呢？指的是电瓶电压在跑的过程中会掉电压吗？如果是这个，电瓶电压肯定会掉电的， ...

参考4楼         

aladdincp

这一组5块电瓶换了2块 应该先用这5块跑几天试试 再用均衡冲对比 或者干脆上负载！

sw_yp

家里有二台72V的电瓶车，6块电瓶，现在也是一天一充了。。。。。

飞人18

虽然不能解决单隔的问题，但能平衡3组也不错，就是麻烦点。楼主可以搜索飞度电容方法在线均衡。铅酸电池一般是正级电池最先坏，而且是正极的第一隔，楼主可以想想怎么防止，是什么原因导致这种情况

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sw_yp 发表于 2021-11-17 10:24
家里有二台72V的电瓶车，6块电瓶，现在也是一天一充了。。。。。

一天一充，表示有某个电瓶容量不行了，它拉低了整组电池的供电电压，并且充电时，容量好的电瓶充不够电，这是很典型的串联充电的弊病，建议使用每块电瓶单独充电的均衡方法，就是要从每块电瓶各引一条线出来，比较麻烦

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飞人18 发表于 2021-11-17 11:29
虽然不能解决单隔的问题，但能平衡3组也不错，就是麻烦点。楼主可以搜索飞度电容方法在线均衡。铅酸电池一 ...

网上搜索“飞度电容方法”，原理是可行的，但电路稍微复杂，可以作为备选方案吧:smile: