直播贴-电动车电池充电保护器-强制定时断电和充满断电

aacyxjz

电动车电池因为使用不当或者老化衰减失水会出现不转灯甚至持续发热鼓包的隐患。
严重的还会起火~
之前朋友的老车就是电池发热鼓包，续航由原先的20km变成20m.
鼓包电池彻底失效，只能卖废品。给换上8粒12V7.2AH松下UPS电池，满血复活。
一般原装的品牌充电器都带有定时充电和强制转灯功能，但后期缩水的各种山寨货并没有标配这些功能。
好一点的还是有三段充，差一点的甚至只有两段，更不用提充满断电功能了。


为了避免这个问题，需要设计一款保护器，主要实现强制定时断电和充满断电两个功能。
打开充电器，里面加上相关电路就行。
但是毕竟是件麻烦事，何不做成一个外置的通用盒子，一头插充电器，一头插电池盒，安全也方便。
说干就干，找了坛友一起风暴。
先定了一个框架：
1，需要继电器来断开输出；
2，要有单片机来实现逻辑控制，模拟电路太麻烦了；
3，要有电流采集比较电路，判断是否充满。
4，要有DC降压给继电器和单片机供电。
5，最好是有温度监测，方便采集电池升温数据（这个麻烦一些，先不弄了）出了一个替代方案，见下面手绘图纸部分。

下面就来看看DC降压部分，使用高压DC芯片，实现12-90V输入，5V输出。
实际上1.25-20V可调，带有内置限流功能。降压电路没啥好说的，跟着手册推荐的图纸结合实际就行。


接着是电流采集比较，选用高精度运放。超高精度、低噪声、零漂移运放。
关键特性：
超低输入失调：7.5µV (最大值)
低至30nV/°C的失调漂移(最大值)
每路运放仅消耗90µA静态电流。
1.25V参考电压分压给运放比较。
0.1Ω采样电阻，通过设置不同的比较电压来判断不同容量电池的转灯。
跳线帽给下拉电阻并联不同阻值实现不同的分压，给运放的+相输入。
电流采样电阻信号给运放反相输入。
单片机驱动三极管控制继电器的闭合与断开。
继电器默认是闭合的，这样可以从电池取电，配合有些充电器需要先插电池然后才能输出。


单片机逻辑控制，最简单的就行，预留程序升级通讯接口。电池正常的话会转灯，转灯2H后断开继电器。
或者如果电池不正常无法转灯上电开始计时8H断开继电器。

其实还有多余的io口，大师建议加上NTC监控电池温度，是个不错的想法
可以考虑添加电压电流库仑计表头通讯功能，也挺麻烦的，先不弄了。
单片机确实是好东西，哈哈


元件列表，数量不多

防水盒子不可少，设计了版型匹配防水塑料盒。


3D效果正面图



3D效果背面图。







板子实物调试过程（有空再补上吧）2019-8-15晚上，打板回来了



板子加工还不错



采购的元件和库存的元件，筛选一下抽空焊上调试。
有一些奇怪阻值的电阻可真不容易找。


新增的NTC热敏检测电池包温度电路，电池温度升高，运放输出高电平驱动继电器断开。
这只是权宜之计，正确的还是用单片机IO口采集温度通过程序来判断。
但是板子都已经打好了，先这么调试用着吧，节约一点。
以后打新版再修改~


2019-8-18晚上更新（部分焊接）
等着元件齐全之后调试


持续更新中。。。。。欢迎提出宝贵意见~
最后抽出一名幸运坛友免费赠送一套哈哈。

aacyxjz

ljlun 发表于 2019-8-15 16:45
帖子开始，偶还在想这帖一定是要授精的节奏
结果没想到后面——竟然虎头蛇尾 ...

哈哈，慢慢更新嘛，不着急

aacyxjz

cptw2006 发表于 2019-8-15 17:13
厉害，会自己设计电路的都是大牛

我只是提供思路，找坛友设计的电路和pcb哈哈

aacyxjz

轻烟 发表于 2019-8-15 17:37
电路看着简单，但如果电流一直不减小，是不是就要靠定时器断电了

对的，如果长时间不转灯就强制断电了，有单片机有上电定时器。正常状态是转灯结束后2h断开继电器，不正常状态是上电开始8H强制断电。
预留了IO口，是打算增加一些高级的功能

aacyxjz

jmkl128 发表于 2019-8-15 17:43
电流小了就断开蓄电池端？如果电池坏了，电流增大了，咋办？
另外，似乎没有断开充电器的电源，继电器建议 ...

充电器空载其实耗不了多少电，最主要是这个保护器需要它供电，所以没有设计断开220V的功能。另一方面也是为了简单起见。

正常电池充电电流是越来越小的，偶尔遇到坏电池电流最多是不减小，设计了上电定时器强制断开。

aacyxjz

温力口 发表于 2019-8-15 18:00
大婶，骚版已经撸起袖子，准备给你受精了，加油。。。。。

哈哈，这么简单的玩意，乐呵一下就好啦，:loveliness:

aacyxjz

qrut 发表于 2019-8-15 20:12
另外上电定时器接充电器就启动，最好利用另一半运放加一路电流取样和一个io口，同时检测到接入电瓶并且接入 ...

非常好的建议，感谢专家指点哈哈，ntc检测温度看来不得不加了，做成一个圆孔插头埋在电池盒里。
运放的另一半正好空着，做另一路恒流检测正好，这样可以定时恒流时间。
库伦计确实麻烦了，不搞了哈哈。
论坛是个好地方，多谢大家指教

aacyxjz

人艰不拆了 发表于 2019-8-15 19:02
快交代你的同伙，不然，嘿嘿！

200块，分分钟出卖同伙哈哈

aacyxjz

qrut 发表于 2019-8-15 20:22
嘿嘿啥指点 瞎出主意哈，ntc加电阻分压直接进io口就行不用运放，设定个大概范围就行 对精度没要求，这样 ...

谦虚了哈，嘿嘿。
温度确实不用太精准，明显温升就可以断开继电器了。之前折腾数显ptc加热板的控制小板就是ntc直接用vcc分压得到温度值的，实验测一个值就好啦

aacyxjz

girlstorm 发表于 2019-8-15 21:04
定时器订多久时间？是不是可以自动判断取值，如果原电量还有80%只是为了补电充不了多久，万一电流达不到转 ...

欢迎探讨，铅酸电池一般是三段充，如果电池正常不缺水，80%电量开始充电会正常转灯涓流补电，单片机接收到转灯信号开始倒计时2h然后继电器断开。如果电池缺水老化不正常，就只能靠ntc读取电池温度或者上电8h强制断开了，通常温度有优先级。

aacyxjz

菜菜蜗牛 发表于 2019-8-15 22:13
非常好的思路！我的小电驴就是电池鼓包

安慰，铅酸电池本来是比锂电池组皮实的，但是因为缺乏保护板，容易过放损伤；遇到质量不好的充电器又容易过充；所以才想了这么个办法多加一道保险。

aacyxjz

snowrose2000 发表于 2019-8-15 20:47
续航由原先的20km变成20m. 笑死了

哈哈哈哈哈，那有啥子办法，坏了呗:cry:

aacyxjz

lmy2003 发表于 2019-8-15 20:40
简单用定时插座可以么？

电池鼓包换电池之后就建议用定时器了，但毕竟不够智能，没法自动判断断电，只能靠经验哈

aacyxjz

rishew 发表于 2019-8-16 11:08
还望师傅有空时讲讲电路图原理。

师傅不敢当，大家共同探讨交流:titter:

aacyxjz

触景情伤 发表于 2019-8-16 13:13
楼主总算是玩上单片机了…

惭愧惭愧，板子和程序都不是我操刀，我就是个搬砖的哈哈

aacyxjz

qjt19810204 发表于 2019-8-16 13:54
坐等抽奖，帖子不看了。

。。。。。。。省略100个字哈哈哈

aacyxjz

mhtlov 发表于 2019-8-16 17:08
这个很复杂，好评

其实蛮简单的有了单片机省事不少哈哈

aacyxjz

拆不停手 发表于 2019-8-17 00:32
这是电池的福音啊，期待成果。

谢谢捧场，主要是为了保护电池，哈哈

aacyxjz

zzy_85569381 发表于 2019-8-17 08:36
我有个电动车电池不行了，现在在犹豫是买电池还是新换电动车，新国标头疼 ...

感觉新国标靠谱，据说路上会没收旧车

aacyxjz

jgcxfdsf 发表于 2019-8-17 07:43
这个比隔壁那搞笑的保护器靠谱多了

谢谢捧场，好奇隔壁是啥保护器哈哈