想做一个新能源车的电池包的均衡和容量测试仪

电憨憨

  最近突发奇想，想做一个新能源车电池包的均衡和容量测试仪器，计划同时可测量95节以内的电池包里面单节电池充放电容量和整个电池包总充放电容量，也就96路充放电电压电流模拟量同时测量，比如一个95串的400V容量150AH的电池包，大概每节电池的能量在550WH，但用几年后的可能最低的容量在300WH,最高的500WH，用这个测试后就能把每一节的容量测试出来，然后根据这些实际测试的数据让我们对这个包的维修价值以及维修之后的容量有一个了解，以便确定是否值得维修。


   原理说起来很简单，做起来其实一点也不复杂，首先对用设定的电流对整个电池包进行总充电，同时监测每一节电池的电压，当其中任何一节电池电压达到设定值时候（一般三元电池设定在4.12-4.15之间，铁锂设定在3.63-3.65之间），立即停止充电。其实这个和BMS充电过程完全一样，但和BMS不同的是这个时候肯定有很多电池电压没有达到设定值，所以这个时候需要单独给这些没有达到设定值的电芯进行单独充电，可以理解为均衡充电，直到每一节电芯的电压都达到设定值（比如三元设定在4.15，铁锂设定在3.65），这个时候可以理解为全部充满了。

  然后静置一两个小时后再对其进行放电，放电方法同上面，先对电池包用假负载电阻进行总放电，同时开始计算放电容量，当放电到其中任何一节电芯到设定值的时候（一般三元电芯设定在3.2-3.5V之间，铁锂电池2.5-2.8V之间），则立即停止放电，并把当前的放能容量进行记录，这个时候的能量其实就是我们行驶的趴窝容量。但很多电芯的能量并没有放完，这个时候系统会开启单节电芯放电并对放能容量进行统计，直到每一节的电压都放电到设定值，这个时候就可以统计出每一节电池的实际放电能量，单位是W/H或者KW/H（千瓦时，就是我们常说的度，充了多少度电就是多少KW/H，1千瓦1小时的耗电量就是1度电）。

  当然以上过程中，如果对电池包只进行全冲全放，不进行后面的单节电芯充放电，这个时候记录的能量就是电池包没有做均衡之前的能量，这个过程重复几次就比较准确。然后再进行几次全冲全放加均衡充放电，就可以得出均衡前后的能量对比效果。最主要是能得到每一节电芯的能量W/h而不是电芯的容量A/h。

  不过虽然原理很简单，但成本一点都不复杂，目前我考虑的是DCS或者多个PLC组模块+人机的方案，大概96个电压采集加96个电流采集加8个温度采集，一起有200个模拟量点，再加上96个数字量充电开关和96个数字量三元/铁锂切换开关以及96个过压保护数字量输入点，按照一张PCIe卡32点模拟量或者64点数字量计算都需要10来张卡，所以DCS基本被排除了，只能用PLC了，而每个PLC挂的扩展模块是有限制的，所以可能需要6-7个PLC主机，按照一个扩展模块8个AD点模拟量输入，或者4个温度点输入，或者32个数字量输入，或者32个数字量输出，再加上模拟量隔离模块，如此下来整个系统估计需要超出3个打不溜。

  不直到大家有没有什么其他好的方案？至于那些成品的带485通信的BMS板子比如某蚂蚁某柏达之类的不用考虑了，很多485通信在单独测试的时候没有问题，在有多个模块组合通信或者长时间在线的时候，很多都会出问题，要吗严重丢包响应缓慢，要嘛死机收不到数据。can通信的板子不存在通信但是带can的PLC很少而且比较贵特别加上扩展模块后更是天价，所以也不能考虑

茶壹杯

是不是用FPGA更简单些？

wjqok

充电放电测量几次，电费都几千块，并且，电池大致是串联，限制在最差的电池上，不能有大批量的业务来分容拼凑你折腾的意义就没有。这投入关键是有业务收益。感觉应用要搞清楚才可作为

yanjian

想法不错,加油!

wqwq212

可以借鉴成品相关电路和设计思路

aacyxjz

我记得BYD自带均衡系统，买个拆车板子一步到位

feetprint

买个拆车板子自带均衡系统

天使之音

这是个大工程啊！
加油～～
静等成品，欣赏！

kindzhon

aacyxjz 发表于 2023-12-12 22:22
我记得BYD自带均衡系统，买个拆车板子一步到位

比亚迪14秦，升级了系统后就能自己均衡了，但越均衡，电池坏的越快。。。

aacyxjz

kindzhon 发表于 2023-12-13 10:25
比亚迪14秦，升级了系统后就能自己均衡了，但越均衡，电池坏的越快。。。 ...

那好吧。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

电憨憨

茶壹杯 发表于 2023-12-12 19:42
是不是用FPGA更简单些？

没用过那玩意啊，不知道，这个工程量比较大，我只能在我熟悉的领域提出想法，

电憨憨

wjqok 发表于 2023-12-12 20:47
充电放电测量几次，电费都几千块，并且，电池大致是串联，限制在最差的电池上，不能有大批量的业务来分容拼 ...

电费不可能那么夸张吧？第三方在我们公司安装了一个蜂巢储能，两个柜子好几吨重才200度电，我就是想想，手上有很多几年前投资失败拆回来的PLC之类配件，一步一步慢慢来实现

电憨憨

yanjian 发表于 2023-12-12 21:00
想法不错,加油!

谢谢，玩家，喜欢瞎玩

电憨憨

wqwq212 发表于 2023-12-12 21:11
可以借鉴成品相关电路和设计思路

没有相关电路来借签，成品电路都是单片机的，做不到这么大，

电憨憨

aacyxjz 发表于 2023-12-12 22:22
我记得BYD自带均衡系统，买个拆车板子一步到位

这个貌似不太一样，目前基本上车辆自带的均衡都是无源均衡，说形象点就是以贷养贷，我这个是挣钱还贷，

电憨憨

feetprint 发表于 2023-12-12 22:40
买个拆车板子自带均衡系统

没用的，是无源均衡，就是以贷养贷，我做的这个可以理解为挣钱还贷

电憨憨

天使之音 发表于 2023-12-13 09:46
这是个大工程啊！
加油～～
静等成品，欣赏！

谢谢鼓励，工程量肯定很大，主要是手头有很多以前项目失败拆回来的电气配件，想利用一下

电憨憨

kindzhon 发表于 2023-12-13 10:25
比亚迪14秦，升级了系统后就能自己均衡了，但越均衡，电池坏的越快。。。 ...

几乎所有的均衡都是无源均衡，也就是以贷养贷，所以最后就那样

hidled

正常都是电阻丝放电均衡 速度最快 通用做法   你要能把这电能收集起来 就是一大创举哈

1588858

哪有那么复杂，你搞96个独立的可调电源整合在一起就好了，电流大点的。。直接每串独立充电