电池充电器设计（构想欢迎提出意见和建议）

darkorigin · 发表于 2012-11-25 13:24:14

电池充电器设计（构想欢迎提出意见和建议）

【项目】：电池充电器（目前主要考虑一定电流的蓄电池充电）
【目标】：实现高效率高稳定性安全性以及兼顾电池寿命的保养
【目标细节】
   充电电流： 0.5A-15A 以适应涓流充电到汽车大型蓄电池的充电需求
   数据采集：通过蓝牙模块发送实时工作状态和监控状态到计算机，以供分析以及后续开发作为资料参考

因为目前仍在构思阶段所以提出框架和大致方案，不妥之处，欢迎各位高手拍砖，谢谢！！！

【模块架构】：电源转换模块，核心控制模块（ARDUINO MINI ）,充电模块

电源转换模块：  因蓄电池充电的特点需要用较大电流，市电降压部分采用变压器+大电流稳压管提供控制模块以及充电模块的工作（输出2路 7V（用于控制部分）和 20V（充电电路部分））
核心控制模块：  采用MINI （考虑到可能受到变压器等设备的干扰加装屏蔽罩）  主要考虑3个方面：1 充电模块的工作模式（维护，快速充电，涓流，其他设备的直流供电） 2 充电模块以及供电模块的监控（异常的提示） 3 充电数据的采集以及发送到计算机进行记录和分析
充电模块：  3种充电模式和直流供电模式  充电模式主要采用PWM方波进行电压和电流控制同时安装数字电流和电压表来实时提供相关参数；

目前遇到的问题：
1. 目前ARDUINO自带的AD转换器貌似只能提供5V以内的数模转换（不然估计要直接烧什么了），那么必须外接AD转换器，型号还没确定（谁有好的方案可以提供下？？）；
2. 充电算法在充电模式下目前暂定为每20秒暂停充电电路由MINI ；来进行电池的电压测试并根据结果输出对应的方波驱动光耦并带动场管工作输出方波（初步计划采用50V 20A以内的场管来进行驱动）

test01 · 发表于 2012-11-25 14:05:20

5V不是问题，分压下来就可以

darkorigin · 发表于 2012-11-25 14:30:00

test01 发表于 2012-11-25 14:05
5V不是问题，分压下来就可以

5V肯定没问题，不用分压直接用LM2596就好，关键是其他部分。

呵呵~~~谢谢你的帮助~！

zcbzjx · 发表于 2012-11-25 14:50:17

本帖最后由 zcbzjx 于 2012-11-25 14:52 编辑

这个项目好啊，俺一直想用arduino实现电子负载。。以前买了个电子负载套件。软件没开源，精度调不高了。。找不到问题，一直废弃在哪儿。。。。等俺的microduino批量后再折腾折腾。

另外觉得还是针对锂电池比较好，现在锂电应用比较广泛。

darkorigin · 发表于 2012-11-25 18:33:41

zcbzjx 发表于 2012-11-25 14:50
这个项目好啊，俺一直想用arduino实现电子负载。。以前买了个电子负载套件。软件没开源，精度调不高了。。找 ...

锂电等新型电池，都配有专门的电源管理芯片。主要功能就是保护电池（因为不当使用会有爆炸的危险）以及管理充电电流啥的。 SO根本不需要用单片机做监控。
我主要还是希望能够做出一个东西来应对特殊情况下的车辆电池以及家庭后备电源方面
好像蓄电池充电没有专门的控制芯片。。。
并且如果成功了，一般的充电电池只要调整参数也可以使用（锂电还是危险了点，但是貌似也能适用）。

muggle · 发表于 2012-11-25 18:37:04

darkorigin 发表于 2012-11-25 14:30
5V肯定没问题，不用分压直接用LM2596就好，关键是其他部分。

呵呵~~~谢谢你的帮助~！

LM2596是供电芯片，楼主问的5V是测量问题，所以分压是测量正解。

充电控制不好做，也做不精，是个细致活，关系到电池特性还有充电方法。以前只有国外的，现在淘宝一大堆国产控制器，甚至MPPT都搞上去了。我也是刚刚积压器材利用起来，在用一个STECA 10A控制器，后面会换成手头一个TRACE C40控制器，都是好货。电池板100瓦，蓄电池四块24瓦时，都旧了，激活中。

监测还是有意义，正在考虑把数据上传yeelink或者cosm。

darkorigin · 发表于 2012-11-25 18:46:58

muggle 发表于 2012-11-25 18:37
LM2596是供电芯片，楼主问的5V是测量问题，所以分压是测量正解。

充电控制不好做，也做不精，是个细致 ...

淘宝上一堆蓄电池充电的设备，各有各的说法，各有各的理由。有的十多块钱的东西都敢号称能充汽车电瓶。。。其实大家都知道，汽车电瓶由于内部的子电瓶（可以看做一堆电瓶串并联组合的一个集合体）充电需要的电流量不是那种十多块钱能解决的。。。（或许慢慢冲也行，但是充满一个24AH的电瓶如果需要超过24小时，似乎也不是个事情啊）

当然，我还是更希望能通过摸索找出最合理的充电曲线。既能有效保障电池寿命，又能尽量大电流的快速充电。
所以才考虑通过AD转换来进行监控,当然，充电电流也要采用基于霍尔元件的电流传感器进行采集。其实单片机主要就做3件事 1、监控系统正常 2、上传数据到上位机（或者物联网） 3、控制充电

johnsonzzd · 发表于 2012-11-26 14:13:01

应用前景如何？mppt是最大功率点跟踪么？在充电上有什么用处呢

darkorigin · 发表于 2012-11-26 19:23:55

johnsonzzd 发表于 2012-11-26 14:13
应用前景如何？mppt是最大功率点跟踪么？在充电上有什么用处呢

首先不是商业开发，所以前景方面不是考虑的主要因素。其次由于现在蓄电池实际上在市面上的存量非常大（大型机械的电能储备，汽车传播，工程机械，电瓶车 UPS，摩托车等都是采用蓄电池）蓄电池的成本较低100块钱就能购置超过12V7AH的蓄电池(84WH)相比其他电池便宜很多很多
充电上主要是通过多种模式的混合使用优化电池寿命和性能，并且通过上位机储存相关数据供分析可进行后期二次开发。

muggle · 发表于 2012-11-27 00:32:40

MPPT=Maximum power point tracking，一个太阳能光伏系统的名词，可以提高百分之十以上的发电有效率。

充电器或者监控，如果要搞，就搞光伏系统吧。

darkorigin · 发表于 2012-11-27 11:08:17

muggle 发表于 2012-11-27 00:32
MPPT=Maximum power point tracking，一个太阳能光伏系统的名词，可以提高百分之十以上的发电有效率。

充 ...

现在光伏产业,泡泡太多. 表面的繁荣都是政.府和所谓的其牵头的协会用RMB推起来的。
实际成本和产出基本上。。。你懂的。
现在光伏发电效率超低（除了所谓的绿色能源的光环外，没啥东西了）
要充满一个12V 12AH的蓄电池，需要N大一块太阳能板在晴天充1天。说实话，现在技术和实用还有差距

darkorigin · 发表于 2012-11-27 11:13:52

muggle 发表于 2012-11-27 00:32
MPPT=Maximum power point tracking，一个太阳能光伏系统的名词，可以提高百分之十以上的发电有效率。

充 ...

其实，搞神马方向不管健，这个可以作为某某系统的子模块进行充电管理就好，至于用多少V的电压其实不是问题。
光伏出来的电，可以升压到20V供给充电子电路，调整到7V供电给控制部分。
输出部分暂时不考虑，因为其实有成熟的逆变模块进行就好了，每个设计其实做好自己专注的最重要。神马都兼顾就会做变味了，。

muggle · 发表于 2012-11-27 23:30:37

一个类似的资料可以参考

This Arduino based current, voltage, and power sensor/meter tutorial
base on Arduino Current Sensor
http://www.hacktronics.com/Tutorials/arduino-current-sensor.html

darkorigin · 发表于 2012-11-28 00:15:11

muggle 发表于 2012-11-27 23:30
一个类似的资料可以参考

This Arduino based current, voltage, and power sensor/meter tutorial

谢谢了~~~ E文不好，我漫漫看

muggle · 发表于 2012-11-28 00:22:29

电压分压计算，霍尔电流传感，功率瓦时计算，测量方面基本齐备。

没想到，霍尔元件这么简单易用。。。

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