你的浏览器版本过低,可能导致网站不能正常访问!
为了你能正常使用网站功能,请使用这些浏览器。

【方案秀】STM32L073锂电池8s主动均衡BMS 精华  

[复制链接]
Paderboy 发布时间:2016-5-5 14:38
本帖最后由 Paderboy 于 2016-5-5 15:08 编辑 3 m9 K' ~$ {' w" l. v" w! V" ]
0 H7 M7 _2 H) ^! t
多谢与非网和ST 提供的超值STM32L073RZ-Nucleo 开发板。。这个是测试板是基于STM32L073RZ-Nucleo开发板为核心的,锂电池8s主动均衡管理控制器。。
- z8 H3 h$ s0 t5 j: b! @% n& t( P# e1 {

% u6 b' S' F2 p( i8 w5 Y因为时间有限,基于STM32L073RZ开发的测试是基于STM32F0系列的锂电池8s主动均衡管理控制器上直接移植过来的。; Y3 ?6 a2 Z" ?' J, Y% z, b! O
使用了CubeMx+HAL实现了所需的所有功能。。这里要赞一个。。移植超级方便。。( b, Z7 g/ P6 h, x1 k

" x# T4 O, Z. J- e1 Z, t  c. kL0和F0的差别主要是L0系列是低功耗版本,又集成了EEPROM。。所以只需要修改下数据存储。基本都可以通过Cube配置外设,直接移植了。。。。
7 V% u9 S7 R# ~8 X! h! O3 w1 T2 s
最后用基于STM32L073RZ-Nucleo锂电池8s主动均衡管理控制器的演示视频。。因为只有晚上有时间移植。。所以测试时间比较短,光线也不好。还请大伙谅解下哦。。。。。
: ]  A( O# F/ w  [" s5 B
% h( R! j9 C2 Y% r先概述下主动和被动均衡的差异和利弊吧。。以下是个人拙见,有不对的陈述还请,大师纠正。。。。3 m1 X6 S7 @  }6 x. t( J, g+ F0 X

4 J2 s& d$ p7 P! S目前市场上被动均衡的控制器可以说非常的多,主要是用电阻消耗掉多余的能量,来达到稳压
! b6 u- r0 }* s3 ^保护单体电池不被过压冲坏(鼓包)。。如果能把需要消耗掉的能量,转移到低压的单体电池
0 B2 u& q% g7 y( ^4 t: ?' J那样电池能量的使用效率可以有很大的提高。并且减少,发热对电池组的寿命影响。。。( D) r$ \2 ?5 t/ G0 u
9 E1 ^2 T$ U0 E: N4 o# M
锂电主动均衡控制器和被动均衡控制器的差异,主要是主动均衡控制器可以利用其他单体0 b  ~( x5 e* L$ J0 T/ Q- N4 M; R5 A
高出的电压,使用DC隔离降压模块转移到低压的单体电池上。。所谓的"取长补短"达到均衡电池的同时又能提高电池能量的使用效率。一般的被动均衡控制器只能向下均衡(只能控制电阻导通发热)
- l9 T9 ~: I( j$ s7 g4 V$ B1 F# D7 j6 h主动均衡的优点弥补的被动均衡的短板,可以向下充电补偿。把这2种均衡方式结合使用,可以
! k8 p1 N+ M5 r. T9 ~提高均衡效果和发热量。。
5 R0 y9 j" e; `7 b* O: e2 s% r  D5 j7 P3 \
接下来说说,主动均衡工作原理。。使用巡检采样,得到所有通道里的电池组电压值,然后确定最大和最小的压差。。
' H! X( U& P! k5 }. e根据不同的压差判断使用主动或被动均衡。。每次只能均衡一个通道。。。
( _2 h0 E2 @+ }* B1 E如果过压或者低压,达到了设置上限或下限。。直接关闭输入或输出通道。。以保护电池组。。3 [) y7 y4 H, n5 ~" I
如果长期处于低压。。到达系统内部设定的下限。。会自动断开均衡控制器供电电源。。以保护电池组,不会被消耗所有的电能,导致电池组报废。。
9 g: ^7 \  t. V1 |. _5 J
) r. I4 v1 l  N- z2 U2 Y7 n* M6 O6 K( Q" @! h3 o- G: M
先来个项目框架结构---以及STM32L073RZ-Morpho硬件接口图:- o+ n& H1 b" A1 l, m# a. h
STM32L073RZ_xm.png / w3 K8 @& G  L
+ k; Z, _" |* j/ G- ^- n
xnucleo64_revc_l073rz morpho.png
) l, b5 Z+ x- E+ \# J" N$ i接下来。。。先介绍STM32L073RZ-Nucleo配置:
, K5 z5 I7 h2 K2 Z( W, x) w' z; j3 G8 d* Y1 X
1.配置系统主频32Mhz 使用内部晶振
2 @" [) p3 X# z/ |
3 S5 v  o. L) Y8 C1 F3 f5 T2.配置PC13,PC14,PC15为中断按键,通过按键设置均衡参数9 P1 u9 j0 E1 i" b
5 M- e& u( h) c
3.配置SPI2+PC4,PB1,PB2,PB11为LCD控制显示输出3 J9 N- M; d0 Q2 A
  k  z" ]% Y, T9 ^; s; Q  g
4.配置串口2作为Wifi或者BLE通讯预留接口。。空闲中断+DMA2 T, T: _  S; H! k* Y

! @: L$ h% R8 F- g, |8 [. Y# t9 G5.配置ADC 4个通道,ADC1,ADC4内部温度和内部参考电压 用于电池电压和NTC温敏电阻的数据采样. C! K) a9 @' z, x0 c: U4 Q/ W& p
* Q: ~; j6 s: B' F; V- n$ u9 @$ e4 o
6.配置PC5,PC6,PC8,PC9作为电池单体通道逻辑切换控制(抱歉具体IC型号暂时保密)。。。% S( {9 b+ z* [0 ?( `# L

7 m$ X  |: l  `$ q7.配置PA11,PA12,PA5作为主动均衡,被动均衡和DC隔离供电低压保护控制。。
( r+ ^8 k- r+ ?! h: j# x; T3 |/ a4 Q! |
* K' Z6 ]9 _1 E  h
STM32L073RZ-BMS-07.png 2 {6 j. J9 T' }6 W

7 Q7 t! i& Y, w+ i; L STM32L073RZ-BMS-08.png 8 }5 H+ {1 E+ q, i7 g

. v% @7 P" D% j2 O6 ?( b; i STM32L073RZ-BMS-09.png . W1 K( O& e& R0 ?5 V7 J
* R% S  \: J$ Z
STM32L073RZ-BMS-10.png
9 V! j4 i; s4 a- \, H) u; |+ x
  J6 N* p' C, [! k9 M STM32L073RZ-BMS-11.png
& W1 L# T6 M9 ?, \( N5 q* w. X9 @& U
STM32L073RZ-BMS-12.png
( ?8 [; k* f: p0 L; m
& T# I  m( \, H2 f* L: N4 F以下是,部分的程序截图。。。抱歉(目前原理图和程序还无法分享。。还请见谅。。)
" T0 D5 Z8 u/ K9 y7 ^$ s7 l$ C STM32L073RZ-BMS-01.png 0 w  \+ ~" l' s
0 o6 i& B6 e; v, U# O0 x
STM32L073RZ-BMS-02.png
! S) Z% W3 g6 m8 e( C3 h0 s
/ Q% c3 t# [, z* v$ l% i' @ STM32L073RZ-BMS-03.png
0 F* G7 Z0 y1 U6 I! i- ~
' Z: `6 |2 Y# P, l  y0 m STM32L073RZ-BMS-04.png 3 e0 V0 P- a9 E5 T* w# Z
7 e' f- h4 z! U! Z3 P* M0 i; p/ z
STM32L073RZ-BMS-05.png ( e6 A0 r7 U  u
, _- ~: E- M. e
STM32L073RZ-BMS-06.png % `# d" g4 X% ^4 g  ]5 h+ @

0 W6 V; h% n4 C( z7 y, G, f
2 x5 e* j$ a5 P* z6 _, j0 m$ S来几张PCB截图吧。。。
0 [! E* ?1 w, ^+ M9 R STM32L073RZ-BMS-13.png
0 P4 }3 U3 J! \: j
& E" k. t4 {( V7 D STM32L073RZ-BMS-14.png
3 ~5 A+ r5 ~* O2 Z( W& z: A
0 R: H( N+ ]3 [* p. u% j! Z STM32L073RZ-BMS-15.png
+ @( |; T" X' R, c# S0 x. V7 R: w
8 D5 w+ J7 K' z8 o好了,最后实物测试截图。。) c+ V! z) v7 [. F  C; P' L; h
IMG_20160427_164033.jpg
0 ?3 ~3 u) ^  Z* P; u) D. J: N# c4 V9 X2 \8 [  t1 S) M
IMG_20160504_214157.jpg $ i% I3 I, ~. \: G: ?- u$ u

$ ^" Y- ?8 k4 A6 M' Q1 L- F IMG_20160504_214230.jpg
/ K4 v2 |$ @8 G2 a
# p3 {0 m% Z) r, U# d6 m/ s IMG_20160504_213909.jpg
2 F6 ?' m; V5 ^# g4 y6 B/ \$ w! W$ u& H8 m- z/ q5 {: J5 S6 i
IMG_20160504_213853.jpg
4 u. ]8 t& T/ c
% g7 l# ~+ Y5 \1 F, Q3 u7 z, i1 Q
* n+ E" G; H3 C/ |2 ]  b
' ^! P3 }! I3 P0 L' h; ]0 s& q2 B7 c% u4 p3 Y( `. @! {
最后,来2张我基于STM32F0系列开发的BMS-16S铁锂主动均衡保护板。。应用中的截图。。。% \3 H/ v" ?1 z- E: y  F0 _4 B
IMG_20160505_135630.jpg
7 G+ j2 D- O* P/ V
/ e5 f6 `( a; k2 j IMG_20160505_135654.jpg ; N, `7 V- T% q0 B8 H0 A

' n( j9 [0 H# y0 W" g) A- r, I% e; [" |9 b% f' [' |
, T  c  U6 k( p& M

; ?# g  N- X1 l* O6 Z" S* W' f. o+ X7 ?8 g9 N
/ m6 y- K# j2 W2 ?

评分

参与人数 1 ST金币 +10 收起 理由
子曰好人 + 10 很给力!

查看全部评分

收藏 10 评论76 发布时间:2016-5-5 14:38

举报

76个回答
Paderboy 回答时间:2017-2-17 21:25:05
watershade 发表于 2017-2-17 20:50/ v* Y& S' i9 m. C# _; H
其实我对这里的光耦作用还是不了解很了解。什么叫做光耦通道切换控制。还有关键的一点,你是通过什么元件让 ...

3 J5 k$ G1 }) x, N7 L6 n* I这不是普通的光耦。。是可以有一定负载能力的。。。光耦mos可以支持长时间的过载电流(例如 1a电流)。。就可以通过mcu配置通道,巡检采样电池数据,处理后给低压电池充电(通过隔离dc降压隔离后,再通过降压ic降到合适的电压,并到需要均衡的电池上(均衡时间由mcu控制))。。。。
xianrui198944b5 回答时间:2018-7-27 17:52:30
您好,读了您的帖子,应该是大体知道了原理,可是我想问您一下,通过光耦切换并联的DCDC隔离模块,那么这个隔离模块的输入电是从哪里取的?这种方式是不是属于有源平衡啊?采高补低的意思是不是纸的顶部平衡,还是电池单体电压高的流向电池单体电压低的?
watershade 回答时间:2017-2-18 14:21:05
Paderboy 发表于 2017-2-17 21:251 K5 \* b. n, R7 y, |2 f& C% B5 q  c
这不是普通的光耦。。是可以有一定负载能力的。。。光耦mos可以支持长时间的过载电流(例如 1a电流)。。 ...

2 w8 S! b5 L, ?4 A$ K2 U谢谢讲解。我最初还说怎么没用MOS管呐。原来是这样。但是似乎光耦的价格科比mos管高多了
风子 回答时间:2016-5-5 14:42:27
围观大神
creep 回答时间:2016-5-5 14:48:09
Paderboy 大神好厉害!!
Paderboy 回答时间:2016-5-5 14:51:40
风子 发表于 2016-5-5 14:423 N! B* s( T, ?) _1 c; {4 E
围观大神
) I+ _2 L+ N3 _
多谢,捧场。。
Paderboy 回答时间:2016-5-5 14:51:58
creep 发表于 2016-5-5 14:480 ~+ w3 M& P" p$ ]% O2 u
Paderboy 大神好厉害!!

" L1 W: [% }# `: n! j7 }/ R" G多谢,捧场。。
freeelectron 回答时间:2016-5-5 15:15:29
围观大神!
dearfar 回答时间:2016-5-5 15:19:34
厉害啊。功能不错。还带屏
Paderboy 回答时间:2016-5-5 15:20:39
freeelectron 发表于 2016-5-5 15:151 S3 `! q" N; ~- X5 `" l: Q
围观大神!
0 _. H+ \' z* R' N- K
多谢,多谢。。。
dearfar 回答时间:2016-5-5 15:20:58
那两排16个是什么元件?
Paderboy 回答时间:2016-5-5 15:23:24
本帖最后由 Paderboy 于 2016-5-6 13:41 编辑 8 \& S+ _/ h* V% d6 m% M( O' @
farky 发表于 2016-5-5 15:19- n  ~# X4 s# D4 b- N: M9 K+ _
厉害啊。功能不错。还带屏

4 M9 ]7 P+ r3 O( V  P4 E: y  eBMS要是不带屏幕就不爽了。。。这样非常直观。。。全部数据可以方便查看。。。。
Paderboy 回答时间:2016-5-5 15:24:50
farky 发表于 2016-5-5 15:20
- L/ k/ m1 O4 ?那两排16个是什么元件?
: X9 ]$ a6 h! y. u
光耦(通道切换)。。。目前可以支持800ma的主动均衡。。。。
jinglixixi 回答时间:2016-5-5 16:09:00
farky 发表于 2016-5-5 15:20
7 R" H  c7 l. u* M$ s那两排16个是什么元件?

9 K/ c$ T; U% ~* Y' V. k4 |应该是光隔。
tymaker 回答时间:2016-5-5 16:52:44
厉害,围观顺便支持下
Paderboy 回答时间:2016-5-5 20:59:55
geek1024 发表于 2016-5-5 16:52
+ U8 d3 X$ b7 F- z6 A/ y" ?厉害,围观顺便支持下

! X* `* r% T, R9 ?! Y
时光虫子 回答时间:2016-5-5 21:22:51
厉害,牛人
关于意法半导体
我们是谁
投资者关系
意法半导体可持续发展举措
创新和工艺
招聘信息
联系我们
联系ST分支机构
寻找销售人员和分销渠道
社区
媒体中心
活动与培训
隐私策略
隐私策略
Cookies管理
行使您的权利
关注我们
st-img 微信公众号
st-img 手机版