電動車用的鋰電池,均是一顆顆單顆的電心,相互間串並聯所組裝而成的電池組,此電池組為了保護各個電心的工作狀況,而會裝設一塊保護板、保護電路,用以防止電心的過充電與過放電。除此之外,保護板還有被動式平衡各個電心電量的功能(圖一)。(高級的主動式平衡,並不在此探討內)。

延長鋰電池使用壽命的方法
由於電池組通常均包裝在一個空間內,所以被動式平衡各個電心電量的洩放功率,通常不會很大,以防止電組發熱溫度升高而造成危險。
所以,當充電電流大於平衡電心的洩放電流,則電心電壓會因充電而繼續升高,當某個電心電壓升高到跳離設定值時,保護板會自動跳脫充電迴路,不再允許繼續充電,用以保護電池組。
使用者一般在使用充電器對電池充電時,通常都希望充電時間越短越好,所以充電器的功率都希望盡可能的大,雖然好的充電器有”恆流、恆壓、浮充”等功能,但這些功能大都是充電器感測到目前電池組電壓的回饋後,再判定充電行程要進入哪一個程序。
若電池組內部電心間電壓差異過大,則產生失去平衡的現象。當充電器對失衡的電池組充電時,電池組整體的電壓還沒完全提升,充電器還在對電池組進行較大電流充電時,電池組內的保護板就可能感測到某顆電心電壓太高(充電時電壓也會偏高),為了保護電心而停止充電許可。此現象造成電池組內平衡電路在真正運作的時間偏短,無法有效的發揮平衡功能。
解決此問題的方法有,直接對每顆電心個別的充電,以求各個電心的電壓一致。或是用小電流對整個電池組充電。這裡的小電流是指小於保護板內平衡電路的最大洩放電流。以此小電流對電池組充電,多餘的電量會經過洩放電組完全消耗,電心電壓不會過高,保護板不會產生充電跳脫現象,可以一直對電池組持續的充電。
此充電方法是以時間來換取空間(電池組的可用容量),需要充電充很久的時間,所以建議在進行小電流充電前,可以先以一般正常的方式對電池組充電,等充電跳離後再進行小電流充電,但要注意確認保護板在充電許可的狀態下。若保護板在充電不允許的狀態下,可以將電池組洩放消耗一些電,則保護板會回到充電許可的狀態。
在小電流充電的過程中,保護板上的平衡洩放電阻會發熱,表示電池組內部已經有電心已經充飽電,多餘的電力由洩放電阻消耗掉。量測電池組的整體電壓,此電壓數值會非常緩慢的上升,直到此數值上升到電池組的最大額定電壓,則此電池組平衡完成。
小電流的來源,可以利用電子學裡的電流源觀念製作(圖二、6組電流源電路),

延長鋰電池使用壽命的方法
所需要的能量電壓源,可以更改充電器內的訊號回授電阻(圖三)來改變充電器的輸出電壓,

延長鋰電池使用壽命的方法
若將此電阻改裝成VR(可變電阻),則將得到一個可以調整輸出電壓的充電器(圖四)。

延長鋰電池使用壽命的方法
將可以調整輸出電壓的充電器,裝配上電流源電路,既可得到一個可以微調的,小電流充電器。(圖五、6組同時充電情形,電流40mA~80mA可調)。

延長鋰電池使用壽命的方法
小電流充電器的能量來源,也可以交給太陽能板來升任,只要太陽能板的發出電壓能匹配好的話即可(圖六)。但也要注意當日照弱時,所產生電路上ON與OFF間的震盪,可以加裝電容及電壓控制開關即可。

延長鋰電池使用壽命的方法
延長鋰電池組使用壽命,最重要的是要能盡量保持電心間的平衡,也就是在充電時能加長小電流浮充電的時間。在一般使用充電器對電池的充電情況下,在連接電池的充電線上串聯上二極體,並在二極體上並聯上一個電阻(圖七、E-moving充電器),

延長鋰電池使用壽命的方法
則可以讓充電器在充電過程中,提早判定電池飽電狀況,提早進入電池小電流浮充程序,增加平衡電路的作動時間,所以也需要延長充電時間,也就是當充電器已經判定電池充飽跳綠燈後,仍然要繼續保持充電一段時間。
在電動車車上加裝太陽能板,若電壓匹配良好,則太陽能板可以直接對電池充電(圖八)。


延長鋰電池使用壽命的方法
在此情況下,太陽能板一直在對電池充電,車輛使用行駛時,太陽能板仍然提供電能,減少鋰電池的消耗,這樣會延長電池的使用壽命。若太陽能板的瓦數足夠大,能讓電池保持在飽電的狀況機會增多(要考慮車輛的使用情形),則電池組內的平衡洩放電路作動的機會也會增大,減少電心失衡的機會。另外也可以在太陽能板與電池組間,加裝一個電壓感測開關(圖九)

延長鋰電池使用壽命的方法
電壓感測開關的電壓動作設定值,可以略低於電池的飽電額定電壓。當感測開關感測到電池電壓到達設定值時,主充電開關跳離,再由旁路的電阻進行小電流的充電,用以減少電池電心失衡的機會,即可延長電池的使用壽命。
大大真是利害,我看了一下電路跟方法,

原理大致知道,但要叫我改的話

自己的程度不足,無法改裝

也很怕弄錯,整個燒掉

感謝大大的無私付出,謝謝!

是有想過買個308DUO傻瓜平衡充電器,但是好貴要8950元

等改天想不開,就去買個來玩玩
c88z88 wrote:
大大真是利害,我看了...(恕刪)

要對各個電心檢查及充電
則必須拆開電池組
或電池組內各個電心有外接線路
這是比較麻煩的一點




若不想拆開電池
那我更改E-MOVING充電器的方法是比較簡單的


電阻可以選擇在15~30歐姆之間或更大一些(我是用25歐姆)
以此方法缺點是電池無法完全完全100%充飽電
且電池組失衡嚴重的話電池組提早跳離充電狀態
也是無法發揮功效的
所以此方法最大效應是盡量保持電池最佳狀態

若電池失衡較嚴重會充電提早跳離
那加裝的二極體是可以考慮串聯3個以上
並聯在二極體上的電阻也要考慮增大
邊充電邊測量電池電壓
再慢慢調整二極體的數量及電阻值
還是可以慢慢的把電池電量給補回來
只是較麻煩而已

另外較簡單的方法就是
買一個簡單的充電器更改成可以調整輸出電壓的充電器
簡單的充電器在500元以下的很多
複雜且高級的充電器比較不好更改
例如買了一個54.6V 2A或58.4V 2A的充電器
更改裡面的回授電阻改成可以調整的VR
可調整電壓範圍要看看你的電池電壓
54.6V的可以改成49V~54.6V可調(請隨喜歡)
58.4V的可以改成53V~58.4V可調(請隨喜歡)
用更改後的充電器對失衡的電池充電
先用較低的輸出電壓對電池充電
隨著充電過程電池組的電壓升壓
再慢慢調高充電器的電壓
(此過程中要確定電池組內保護板無發生充電跳離現象
若跳離既表示充電電流過大,平衡電路無法完全消耗)
慢慢的也可以把電池組的電給補回來

當然
最好的方法還是電流源線路供電
只要一個電晶體和幾個電阻即可
成本很低的
電流源線路接上去後
就可以幾天不用去管它
很方便的
且自己做、樂趣也多多
298305漳泉
其實我覺得10歐姆的繞線電阻就可以了,過流會融斷。
這真的是用鋰鐵電池充電教學的好文章,感謝大大的說明。
另外要請教的是充電器的迴授電阻,要怎麼判斷是那一顆,一般大陸制的都是背面那一顆嗎?

qweertw wrote:
這真的是用鋰鐵電池充...(恕刪)

充電器的回授電阻
要找還真是有困難度
且每個充電器的設計不同
構造也會些許不同
若您幸運拆開看到充電器的電子基板內
有可調整的"精密半可調電阻"
從那裏下手就對了
越簡單的充電器越好找
另外也有用"324積體電路IC"比較控制電壓的
這就比較麻煩了

唯一比較不會變的就是
都會由輸出端接線出來
感測輸出端的電壓作為回饋給控制電路
找找吧!
加油
經大大的解說,真是獲益非淺

大大可提供 電流源線路供電 的線路嗎

說不定我做得到耶

我是很想玩看看,自己diy畢境較有成就感,呵呵!
這...這版上的大大未免太神了
這比老師教的電子電路還專業
所以簡單來說是不是要充到飽用到底?!


圖左為控制電流的最見單方法
圖右為我目前裝設的電路
改來改去目前是這樣
適合我目前使用
因為我還會拿來做其他的用途
您可以隨喜好更改線路
例如 把30歐姆電阻拿掉不要裝 等....
可調電壓充電器我目前是設定在56V~62.5~可調
您可以針對您電池的需求更改調整設定電壓
LED燈主要是我可以看到鋰電池組是否在充電狀況
而不是跳離了還不知道.....這會..牙牙..浪費時間
晶體D667用在這裡有點大材小用了
可以用其他的NPN晶體代替
但是換了NPN晶體,那150K的電阻也要考慮跟著變

此線路圖我並不完全是控制電晶體 B 極電流
而是控制最源頭的充電器輸出電壓
因為我是一次做6組
控制源頭電壓比較簡單

還有此線路圖在使用上
會因為鋰電池的電壓高低不同
充電電流電流會有些不同

若您只做一組的話
建議可以直接控制電晶體 B 極電流
例如 在150K歐姆的電阻上再串上100K 的 VR (可變電阻)
方法很多 請隨喜

ijg2093h5n1 wrote:
這...這版上的大大...(恕刪)

這位大大您也太幽默了
充到飽 用到底 要這麼累嗎?(蠻牛在哪啊?)
用小電流充到飽的目的是
為了補回失衡的電池組
一段時間搞一次就 OK 的啦!
或許是新到手的電池組平衡不完全
或許是使用一段時間的電池組
怎麼充電都充不到額定該有的電壓時
就是電心失衡了
這時再來搞搞小電流充電
好讓電池組再活回來一些
太感謝大大提供的線路圖,改天有空做看看

話說好奇怪,我用電錶測量,我的充電器居然高達59v的輪出

改迴授電阻,最低祇能56v,

今天充電看看,如果充電時間有拉長,表示有成功
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