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【知识】必看!独轮车充电的误区

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发表于 2014-7-2 09:12:04 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 小钢钉 于 2015-10-23 14:16 编辑

独轮车的内置电池,不管是用的18650还是锂聚合物,都是用多节先并联再串联的,所以充电时是有讲究的,和手机充电完全不同(手机是单节,连续充100小时充到死也不会有大事)。
以爱尔威X3和X5为例,他们的充电器电压是67.2伏,那它是多少节电池串联的呢?67.2/4.2=16(先不讨论磷酸铁锂,以大多数的18650或者锂聚的4.2v截止来说),也就是说x3的电池是16节串联,或者32节,每两节并联后再16串联。(以下全部以X3为例,其他独轮品牌也是一样的道理,比如F400是50.4/4.2=12(或24),rw是58.8/4.2=14(或28))


所以说,X3中的16节电池,需要每节到达4.2v的截止电压,恰好等于67.2v的充电器电压,内外压差相等时,充电停止。
但这是理想状态,现实中有时是达不到的,因为每节电池在生产时内阻有细微的差别(术语叫一致性),我们知道,串联中的一堆电阻,两头加压,电阻大的压降就大,加载在电阻两端的电压就高,电阻小的就低。电池也是一样,由于内阻的微小区别,所以16节电池中有些就先充满达到4.2了,而有些还没充满,但充满到4.2的电池如果继续冲,就有可能发生爆炸(18650),或者起鼓乃至燃烧(锂聚合物),于是,像独轮车这样的设备中,设计了电池保护板。
题外话:最理想的充电方式是航模电池常用的平衡充,就是对每节电池单独进行充电,都到4.2截止,但平衡充16节串联就需要17根线,在电池不可拆卸的情况下在独轮车身做17线的接口很不现实。同时平衡充的充电器成本高昂,所以包括solo和sbu这样死贵的独轮车都没采用平衡充的方式,全部都是用大家常见的保护板方式。

那我们就来说说保护板,保护板的作用是什么?顾名思义是保护电池的,但它只保护电池不爆炸不燃烧,压根儿就不保护电池的寿命!甚至在长时间充电过程中会加速损害电池的寿命!


说到这里,我们就来说保护板的工作原理,保护板有两种类型,但基础原理都是检测每节电池的电压,当其中一节或几节达到4.2v时采取行动:

  第一种:减小总体充电电流,效果就是让先达到4.2的那几节缓慢的充电,其他电池也缓慢的充,直到总电压达到充电器的充电电压再截止,这种保护板实际上是在过充那几节首先达到4.2的电池,只不过通过限流来防止那几节快速升温爆炸或者燃烧,所以,这类保护板,在长期充电时,对那几节电池是过充损害,那几节最先坏,表现为独轮车整体续航下降;  
  第二种:对先充满的电池进行旁路处理,使电流大部分通过保护板的旁路电路来串联整体充电,但同时,旁路电路会造成先充满的电池的放电行为,当放电电压低了以后,旁路消失,于是这几节电池又参与到了整体充电的过程中,如此循环往复,直到所有电池都达到4.2时,总电压等同于充电器电压,全部停止。这种类型的保护板虽然没有对那几节电池过充损害,但在一个周期里面对那节电池进行了多次的充放动作,累加起来,有些电池的总寿命就下降了,也就是说,你的一组16节串联的电池中,假设共进行了10次全循环的充电(从独轮完全没电到充满),那么,有几节是充放了10次的,另外几节实际充放次数达到了10+N次例如30甚至50次或者更多。


说了这么多,就要表明一个问题,所有的保护板,在长期充电的时候,都是保安全(不爆炸不燃烧),但是不保寿命(过充或者过循环)


那独轮车应该怎么充电呢?应该看到充电器绿灯马上拔掉电源!哪怕是其中N节4.2v,另外16-N节只有4.19v或者4.18v也没关系,比损害寿命强!如果你没法盯着充电器看,请买个机械的定时器插座,就是那种人为定几个小时充电的定时插座,按照说明书中的要求,车红灯没电了就按厂家规定充足了时间(例如3小时),车还有一半电就定(例如1.5小时),充不饱没事,锂电池最怕的是过充过放!充过头了就是毁车!不光是独轮车,普通电动自行车、电动摩托也是一个道理,不注意充电和及时断电,电瓶1年之内必坏!很多电瓶车可是3个月就坏电池的,这和用户的充电恶习也有很大关系!
那种插上充电器就放任不管充一夜的,绝对没有好果子,等着车的续航急剧下降吧!

还有需要注意的是,千万别乱混用不同品牌和型号的车的充电器,因为电压有可能不同,除非你有十足的把握和电子知识!比如说IPS的充电口和airwheel一样,但是IPS现在的车都是12串联50.4v的,而airwheel是16串联67.2,airwheel是14串联58.8v,legwheel是16串联67.2v,如果混用充电器,特别是刷街时没带充电器的车用就借别人的乱插!电压差这么多,充久了会有起火和爆炸的危险,你是用生命在充电!

题外音:(写在这个帖子发布2周后)有人不太认可我的观点,认为有保护板在就可以随便充多久了,当然,我也欢迎不同的观点来进行讨论,论坛就是给了大家一个平等的交流环境。而对于随便充充多久都行我只想说一句:为啥单节18650可以达到500-1000次的充放寿命,而串联起来的电池,充个一百多次甚至有的人还不到一百次,容量急剧下降续航缩短呢?大家自己想吧。







写在一年后:这个帖子自从发出后,不同观点很多,搞电池组和电池管理,世上没人说自己比特斯拉还牛吧?那请看下图特斯拉的这个原厂设定,大家心里有数了么?是一定要把所有电芯都充饱才好么?





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发表于 2014-9-14 17:16:16 来自手机 | 显示全部楼层
海浪 发表于 2014-9-14 10:00
你的两个说法有区别吗??举例子,如果均衡开启后,单节电池的均衡电流为200ma,而此时充电器工作在恒压 ...

完全是两码事,拜托你自己去测试下具体的充放电电压和电流吧,均衡电阻工作和起的作用根本不是你所说的那样,它只是在单节电池电压达到充电截止电压时导通从而傍路大部分充电电流,抑制该节电池电压继续上升,前提条件是此时充电器必须由恒流充电转为恒压充电,否则那么小的一个电阻是不足以抑制电压继续上升的,这也是为何X3的充电器充电需要90分钟左右充满,但是他宣称45分钟可以充满到80%的电量的原因,因为在恒流充电期间,充电器对电池组是用2A左右的持续电流充电,待电池组电量上升到约80%的时候,自动转为恒压充电,此时充电器输出标准的67.2V电压持续对电池组充电,而充电电流就会随着电池组电压逐渐上升而减小,到接近67.2V时电流已经处于非常小的毫安级了,这个时候均衡电阻导通傍路充电电流才能发挥它的作用,因为假如此时的充电电流为200mA,均衡电阻导通后分流150mA,该节电池上的充电电流就只有50mA,那么电压就不会再继续上升或是上升异常缓慢,几乎可以忽略
而若是在恒流充电阶段该电池流过的充电电流为2A,那么即使该电阻导通也无法分流多少电流,所以电压会持续上升
再有单节电池的充电均衡IC的作用一般有两个,一个是在放电时监测该单节电池的放电电压,一旦电压低于安全值就立即输出信号到与非门电路控制主输出MOS截止,停止电流输出
另一个是在充电时监测电压上升到充电安全值时控制均衡电阻导通,并输出信号到与非门电路,此时需要所有的单节充电均衡IC的信号都回馈到与非门电路,与非门IC才会动作截止充电MOS管,这个与放电时只要有一个信号就可以控制放电主MOS截止是完全不同的概念
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平衡难人

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发表于 2014-7-2 09:48:58 | 显示全部楼层
有点道理,但不完全正确!
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  • TA的每日心情
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    [LV.1]初来乍到

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    发表于 2014-7-6 11:22:34 | 显示全部楼层
    我认为。保护板应该可以设计成:当单体电池电压达到时就自动断开此电池充电。因此要挑选有此种功能的保护板。
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  • TA的每日心情
    奋斗
    2015-7-28 13:10
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    [LV.1]初来乍到

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    发表于 2014-7-6 15:09:24 | 显示全部楼层
    一般很在意 冲电得话  冲多少次 续航会变差?100次?
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     楼主| 发表于 2014-7-6 21:25:25 | 显示全部楼层
    成天爽F400 发表于 2014-7-6 15:09
    一般很在意 冲电得话  冲多少次 续航会变差?100次?

    不好说,运气好的话不止,运气不好其中一两节出问题整个电池组就都不好用了
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    发表于 2014-8-30 09:42:23 | 显示全部楼层
    【看到充电器绿灯马上拔掉电源!】是错误的。那样只有1串电池充饱了,其它15串仍处在欠电状态。红绿灯交替是在‘均衡’充电,应该允许。锂电最忌讳的是‘过充’‘过放’。
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     楼主| 发表于 2014-8-30 12:22:02 | 显示全部楼层
    独来独往 发表于 2014-8-30 09:42
    【看到充电器绿灯马上拔掉电源!】是错误的。那样只有1串电池充饱了,其它15串仍处在欠电状态。红绿灯交替 ...

    你说的对,只有几节满了,其他几节甚至十几节可能还没充饱,但本身已经相差不大了,那有如何呢?锂电池就是浅充浅放才寿命长,如果继续充下去,对首先充饱的那几节就开始产生伤害了,我这么做,虽然续航达不到厂家的最终极限数值,但保护了电池的寿命
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    发表于 2014-8-30 13:35:35 | 显示全部楼层
    【你说的对,只有几节满了,其他几节甚至十几节可能还没充饱,但本身已经相差不大了,那有如何呢?锂电池就是浅充浅放才寿命长,如果继续充下去,对首先充饱的那几节就开始产生伤害了,我这么做,虽然续航达不到厂家的最终极限数值,但保护了电池的寿命】
    ...其他几节甚至十几节可能还没充饱,但本身已经相差不大了,那有如何呢?
    你担心落后电池充到位,会使好电池过充吗?不会的。为什么呢?因为有保护板。16串电池其中有1串达到(4.25v)充电上限就绿灯,停止充电。同时开始给高电压那串电池放电,放电放到4v一下,又亮红灯,再进行集体充电,反复多次,直至16串均衡接近4.2v附近位置。否则,均衡功能就被人为的取消了。造成多串电池长期亏电,缩短电池组的使用寿命。
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    发表于 2014-8-30 14:09:45 | 显示全部楼层
    电池保护板是保护每一串电池的。有个排线,那是用做给每一串电池取样的。
    充电时有1串电池到位就保护,放电时有一串电池到了放电下限也保护。
    不是以整个电池组的参数为依据的。
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     楼主| 发表于 2014-8-30 23:35:10 | 显示全部楼层
    本帖最后由 小钢钉 于 2014-8-30 23:39 编辑
    独来独往 发表于 2014-8-30 14:09
    电池保护板是保护每一串电池的。有个排线,那是用做给每一串电池取样的。
    充电时有1串电池到位就保护,放 ...

    理论和现实是有差距的,你也说了,那节先充满的,会被放电,如此往复..

    很久以前我的f400电池半年就充坏了,续航只有一半时间,原因就是插到那里一夜不拔,后来厂家给我换了个新的电池,同时厂家的工程师特意千叮咛万嘱咐的说充满就拔了,不要太久,照着他的做,再也没出过问题

    看来厂家工程师也错了?

    我弟的锂电自行车说明书中说也是要充满就拔掉,看来厂家也错了?
    我的原帖请仔细读,里面说了两种保护板,第一种类型的保护板会略微过充,而你说的那种,和我说的第二种类型的保护板一模一样,我并不是不知道你所要表达的保护板是啥类型的。

    保护板就是保护板,真要是那么牛逼,电池都能均衡的好好的,那大家还费劲巴拉的又多花钱有费事的搞啥平衡充?
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