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标题: 让ECPU名符其实--ECUP的改进方案--榨干电池的每一滴血 [打印本页]

作者: txj 时间: 2009-4-21 16:04
标题: 让ECPU名符其实--ECUP的改进方案--榨干电池的每一滴血
本帖最后由 txj 于 2009-4-21 16:11 编辑

先自我介绍一下，本人虽然从来没有涉及过电动自行车设计领域，但是对铅蓄电池的性能因为业务关系也算是作过一定的分析和实践，对铅蓄电池的性能有个比较感性的认知。
在这个论坛看见了川办推出的ECPU方案，让我眼睛一亮，可以说，ECPU在电动车和电池的配合上面提出了一个全新的解决方案。
下面就仅我理解的ECPU的方案和问题分析如下：
电动车电池实际应用情况告诉我们，电池在简单固定串联模式下，因为木桶效应，导致了整个电池组性能被落后的某个电池抑制，而且简单固定串联的电池组在整个充放电过程中过程中因为该单体的过放和过充会导致该过程被反复出现而强化，固产生了趋异化现象，也就是坏的会越来越坏。
ECPU提出了一个全新的电池保护概念，可以让新旧电池在有可控组合情况下以最佳组态运行，并让每个电池发挥最大效应。这可以说是对过去电动车用电池组理论的一种革命性的创举，具有相当现实的意义，而且ECPU在电池充足的情况下还带来了一个副产品就是可以超压超速工作，可以让大家都来体会一把极速的快感。
但是目前的川办的ECPU方案我个人总结有下面几个问题：
电池组态只是简单的2组串、并联状态，每组内部电池的差异化完全没法解决，可以说，现在的ECPU只是一个全新概念下的简单解决办法。因此，根本没法达到新旧电池混用状态下面的最佳组合。而且充电对于电池的影响不用说是显而易见的，这方面ECPU也没有能够提出良好的解决方法。
鉴于上面的分析，我提出一个ECPU的改进方案，真正做到ECPU概念的完全体现、名符其实。该方案具体解决方法如下：
1、针对电池差异化离散性等，进行各单体电池的单独监控。
2、电池的总数还是原先ECPU方案的6个电池单体。
3、在每个电池容量充足的情况下，自动进入全串联状态运行，在电池安全工作电流前提下，提供最大的驱动功率。
4、当检测到某个电池进入保护临界后，自动对组态进行切换，分离该电池并把该电池和剩下串联回路的某个最落后单体进行并联。以提供最佳并联状态。
5、该状态可以通过继续检测剩下的5个串联状态中的某个单体来进一步进行第4步原理的重新组态直到变成整个回路只有3个串联结构组成也就是36V。最后直到榨干电池的每一滴血液。（理论上，剩下的还可以继续重新组合，但是输出电压太低，已经不具有应用意义故放弃）
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到这里，我们已经做到了每个电池能够以最安全范围释放最大的能量，而全充全放正是我们对蓄电池最佳使用的一个基本要求的一个方面。下面就是充电状态的优化：
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1、开始充电，整个电池组以全串联方式运行，充电器以恒流方式开始第一段充电。
2、动态监测每个电池的恒流段电压，超过单体恒流段终止电压后，在充电回路剔除该电池。
3、如此递进，直到完成每个电池的恒流段充电。
4、全部完成后，整个电池组保持全串联状态，充电器进入恒压充电到电池到达转灯电压后进入浮充。
通过上面的方案，我们既做到了保护每个电池最大运行安全，同时又做到了发挥每个电池最大效益。真正做到了在电池整个充放电过程中的全程优化，电池性能和寿命以及电动车续航能力、动力性能各个参数将在智能化条件下达到一个全新的水平。

作者: 归去来兮 时间: 2009-4-21 16:50

2、电池的总数还是原先ECPU方案的6个电池单体。
txj 发表于 2009-4-21 16:04

错，铅酸电池单体额定电压是2V，所以72V共36个单体，所以按您的方案必须监视36个单体并动态切换组合才行。

作者: txj 时间: 2009-4-21 17:03
本帖最后由 txj 于 2009-4-21 17:05 编辑

也许是我的表达和你的理解有差异，这里的单体，指的是一个12V铅电单节。以2V单格作为单体，至少从目前电动车密封电池范围我还没有看见过，都是12V的，而不是2V的。当然理论上以单格为单位控制是最理想的，但是至少从效率成本和现在已经定型的电池工艺来说，不怎么现实。
单格坏了，不提倡也不建议用户自己去修理，当然是整个12V单体换掉了。

作者: yjz 时间: 2009-4-21 17:35
这个方案很好啊，定位很明确“榨干电池的每一滴血”，所做的一切都是朝这个设计目标展开的，同时也兼顾了一部分人超速的愿望，即使在超速模式仍不失对电池的监控和管理，在串联充电的薄弱环节中提出了不同于电池宝贝B的均衡充电模式，方法相对简便，无疑是充电模式的一大创新。

如此设计才象个电源管理器的样嘛。

一个小小的建议：48V电机超速最好不要高于60V，而且电机要进行挑选。

作者: magn750509 时间: 2009-4-21 19:09
这样搞下来,比较复杂啊.

作者: 王二 时间: 2009-4-21 19:14
线路控制会很复杂的吧？

作者: 97cn 时间: 2009-4-21 19:20
72v电机+72v控制器+类似电池宝贝B的能量转移型均衡管理器即可完全实现楼主的目的：电机电池效率最高并且榨干电池的每一滴血，让额定48v350W电机去强行匹配72v高压和8、9百W输出不是可行方案，至多限于业余爱好者试验性改装。

作者: txj 时间: 2009-4-22 09:01

72v电机+72v控制器+类似电池宝贝B的能量转移型均衡管理器即可完全实现楼主的目的：电机电池效率最高并且榨干电池的每一滴血，让额定48v350W电机去强行匹配72v高压和8、9百W输出不是可行方案，至多限于业余爱好者试验 ...
97cn 发表于 2009-4-21 19:20

网上尚没有电池宝贝B具体实施细则，根据电池宝贝并联的基本原理，无非是并联回路进行部分差异化管理，这在技术上是可行的，但是就电池宝贝计划而言，有个致命的弱点是DC-DC变换器效率问题，在目前已知情况下，DC-DC变换器效率仍旧是制约该类型变换器在大功率领域的广泛应用。
至于楼上所谓的电机350W匹配8-9百W的问题，完全可以通过限制在最高速度时候输出功率，而仅仅是在启动和爬坡等短时间、低速范围提供高过载功率来改善电动车的行驶体会。

作者: 97cn 时间: 2009-4-22 11:41
NONO,电池宝贝b是为串联电池组工作的，并联不行，并联的是电池宝贝A，大电流变换器是受制于成本，要保障效率成本偏高

能量转移型均衡管理器可以保证串联电池组内各单体充放电电压基本一样，效果完美能否大面积推广取决于价格

作者: 97cn 时间: 2009-4-22 12:02
9# 97cn

而仅仅是在启动和爬坡等短时间、低速范围提供高过载功率来改善电动车的行驶体会。

楼主所指产品刚好相反，启动和爬坡会切换至36v，没有机会提供高功率和行驶体验，如果启动后保持全速行驶，可以感受到“高速”的行驶体验，但系统将一直工作在控制器提供的最大功率状态，系统寿命和安全经受考验。只能进行强制限速，由于使用低压电机，高压供电后必须面对电感量不足峰值电流过大的问题。系统损耗会增加。

作者: 王二 时间: 2009-4-22 18:33
怪了，大家不看好a的时候厂家派了个很冲的业务员大发英雄贴，到了比较看好的b倒没动作了。

作者: yjz 时间: 2009-4-22 18:53
电池宝贝b的能量转移型充电方式确实在原理上较理想地解决了串联充电不均问题. 我以为: 既然用复杂的电子开关组合成了能量转移网络, 仅仅用于充电是太可惜了, 何不再适当提升一下功率器件组成放电均衡网络, 从而把电池从充电到放电都管理起来呢?

作者: 97cn 时间: 2009-4-22 19:16
yjz兄,电池宝贝b充放电均工作，可以做到放电完毕每个电池电压基本相同
还有一个“电池贝贝”的产品，据说功能类似，电池贝贝是恒源告诉我的

作者: xuexi 时间: 2009-4-22 19:36
赞一下
好象又发现光亮了

作者: yjz 时间: 2009-4-22 19:40
97兄, 我没见过电池宝贝, 只看到过原理介绍, 思路确实不错,据说仅一百多元, 所以我以为没有放电均衡功能, 看来是我搞错了.

作者: diandongchemi 时间: 2009-4-23 00:48
思路好！‘控制器大佬’们不知你们是否有采用此方案的产品呀？是技术上太复杂，不利于成本控制？

作者: yjz 时间: 2009-5-7 23:59
祝贺天行健先生完成电路构建！

作者: diandongchemi 时间: 2009-5-8 09:12
成功了。太好了！强赞

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