Как я могу разработать простую схему защиты электронного велосипеда с двумя батареями?

Для контекста, это не первая моя сборка батареи для электровелосипеда.

Я занимаюсь сборкой двух дополнительных аккумуляторных батарей для своего нового электровелосипеда.

Я буду использовать ячейки 18650 с соответствующей 16-секундной BMS для каждой новой упаковки.

Я соберу два дополнительных рюкзака, чтобы в дальних поездках можно было подключить их все параллельно с помощью разъемов XT90.

Смотрите мою простую схему ниже:

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Схема описывает мою текущую проблему.

В сценарии «Солнечный день» все три батареи перед подключением имеют одинаковое напряжение. Это означает, что не будет проблем с подключением их параллельно.

В сценарии «Дождливый день» одна из батарей имеет другое напряжение, чем две другие. Если это произойдет, то при соединении аккумуляторов вместе два блока с более высоким напряжением попытаются начать зарядку блока с более низким напряжением, каждый блок сможет обеспечить высокий ток, который может повредить либо блок BMS с более низким напряжением, либо кабели, либо клетки. Я буду использовать кабели соответствующего калибра для предполагаемого зарядного устройства, но не для зарядки от двух аккумуляторов.

Я знаю, что все это можно частично смягчить несколькими методами, такими как:

  • Всегда иметь все три подключенными и заряжать все три одновременно
  • Наличие индикатора напряжения на каждой батарее

Я не хочу использовать ни один из этих методов, так как мне нужна некоторая гибкость (иногда я могу захотеть работать только с одним дополнительным пакетом), но я также хочу, чтобы был встроен элемент безопасности.

На что следует обратить внимание, прежде чем кто-либо предложит путь вперед с этим:

  1. Электровелосипед может потреблять до 6000 Вт при 6 кВт и 67,2 В, это ~ 90 А. Если батареи почти разряжены, 51,2 В, это ~ 117 А. Поэтому любые предложения должны быть в состоянии справиться с до 117 А!

Возможное решение, которое я придумал (см. схему ниже), заключается в использовании сильноточного реле, питаемого от слаботочного реле (и источника питания), управляемого Arduino Nano. Как это будет работать, так это то, что Nano будет подключен к Vout каждого аккумулятора, и если подключенный аккумулятор будет за пределами допустимого (+/- 2 В), то реле высокой мощности не сработает, и аккумулятор не сработает. оставаться изолированными.

Я продолжаю думать, что должен быть более простой способ, однако я не могу его придумать.

схематический

смоделируйте эту схему

Я надеюсь, что теперь вы понимаете мою проблему, любая помощь/предложения будут очень признательны.

Спасибо.

Arduino не может управлять реле сам по себе, вам нужно будет добавить, например, MOSFET;) вы не можете так измерять уровень заряда батареи; вы должны использовать 2 аналого-цифровых преобразователя АЦП перед вводом Arduino ... и, конечно, вам также понадобится 5 вольт для питания самого Arduino (и, возможно, АЦП)
Спасибо за ваш отзыв @francois P. Чтобы было ясно всем, я не ищу критики моего дизайна Arduino. Я не думаю, что это подходящее решение. Я задаю вопрос на этом форуме, поскольку у меня нет альтернативы, и я хочу узнать, есть ли у кого-то в более широком сообществе гораздо более простое и элегантное решение, чем использование Arduino.
Реле плохие, особенно на 117А. Лучше просто зарядить каждую батарею отдельно до одинакового напряжения, прежде чем соединять их вместе. Я предлагаю всегда использовать 3 батареи параллельно, если это возможно. Если вы не хотите этого делать, чередуйте использование, чтобы они (надеюсь) стареют с одинаковой скоростью.

Ответы (2)

Простым решением этой проблемы было бы последовательное подключение диода Шоки ко всем трем блокам батарей с номинальным обратным напряжением не менее 70 В. Вы хотели бы выбрать диод с самым низким прямым напряжением, так как это будет определять количество потерянной мощности. Потери мощности = Vf * I. Поскольку одним из недостатков является большая потеря мощности, я полагаю, что тепло также будет проблемой. В зависимости от того, сколько энергии потребляет диод, ваш диод может стать слишком горячим для комфорта/работы.

Более сложным, но более эффективным решением было бы использование реле в качестве переключателя, который подключает и отключает внешние блоки батарей. Вероятно, вы могли бы также использовать встречные полевые МОП-транзисторы, но все зависит от того, насколько маленькая схема вам нужна / нужна. Здесь у меня есть фиктивная схема того, что вы хотели бы построить. Компоненты PN не обязательно должны быть идентичными. Используйте то, что лучше всего подходит для вас.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Катод D2 должен быть подключен к 12В .введите описание изображения здесь

Основная аккумуляторная батарея имеет делитель напряжения, чтобы опорное напряжение на Arduino было ниже 5В. Для внешних батарейных блоков они используют один и тот же делитель напряжения при сравнении напряжения внешней батареи с напряжением основной батареи. Если внешний блок батарей ниже, чем основной блок батарей, то вы можете написать программу, которая отключает реле до тех пор, пока напряжение на основном блоке батарей не совпадет с напряжением на внешнем блоке батарей. Обратный диод необходим на реле, чтобы предотвратить всплеск напряжения на катушках индуктивности при выключении реле.

Понижающий преобразователь используется для понижения напряжения основной батареи и его использования для включения реле. Возможно, вам придется спроектировать понижающий преобразователь самостоятельно, так как я не знаю ни одного COTS понижающего преобразователя, который может принимать входное напряжение 70 В.

Вероятно, лучший способ здесь — сделать глупости простыми:

Для каждой батареи возьмите одну часть мощного двухполупериодного однофазного диодного мостового выпрямителя, соответствующего напряжению вашей батареи (отсечка заряда) и удвоенному целевому амперу нагрузки.

Соединять:

AC 1: батарея -

AC 2: батарея +

DC +: нагрузка/двигатель/контроллер +

DC -: нагрузка/двигатель/контроллер -

Это должно предотвратить балансировку заряда. Питание будет потребляться от батареи с более высоким напряжением, пока батареи не выровняются. После того, как питание будет взято от всех аккумуляторов.

Если вы хотите заряжать все аккумуляторы от одного источника заряда одновременно:

Для каждой батареи, которую вы хотите заряжать параллельно, возьмите один двухполупериодный однофазный диодный мостовой выпрямитель (соответствуйте вольтам и двойным зарядным амперам).

Соединять:

AC 1: зарядное устройство -

AC 2: зарядное устройство +

DC -: батарея -

DC +: батарея +

Зарядное устройство будет сначала заряжать аккумулятор с более низким напряжением, пока аккумуляторы не выровняются. После этого будет заряжать все параллельно.

Удачи.

Как я могу разработать простую схему защиты электронного велосипеда с двумя батареями?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v