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 2 Z, B- ~6 t% z0 }3 s6 n4 x) Z8 R

5 L$ I5 f2 ^0 f3 o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。。
  y* x* _6 C: @, |# x+ a2 z+ g
! }2 g9 {: t9 L8 m
5 P0 [3 U5 i( H, |9 m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。
8 i* K3 x6 E( P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。。0 p1 Q% f/ _* ~$ F% m. O2 Q. g
. L7 B7 F% a( I- }
L0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。。。。
1 m$ j5 h4 R$ A8 y+ m+ L) k+ A7 O' U8 ?3 f3 E+ n7 E! p
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。。。。。
4 J8 v1 c; c# e" U7 A
1 b5 [1 Q4 @5 v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。。。。
- t* ?2 B9 z/ t) y3 ^7 J3 b) u5 Z' @7 R* f
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
( L* G; D0 I8 e' ?- x& B7 c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( K: R& A$ W6 d; G8 y
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。。。" [" x. X8 {; x  n# h& _, e3 y2 }

' \3 K, E* v3 D$ i$ P8 r% W; n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
! I; H# k4 D. T: B2 g/ @  p7 F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)
' ~1 v5 I4 f! t0 w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
2 y6 E5 I+ U& a6 V0 t/ b: |- i3 Z5 U6 Z提高均衡效果和发热量。。  b5 O$ L9 s9 q, U7 ^' L% |
; H, d% q! L: d) v7 A1 S
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。。% f) [3 L5 M2 X: h: _8 ^: Y
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。。。. l0 x  U) d! |- g& k
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。。. F; K) T6 a. b$ X4 q
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。。
7 \, l+ \6 T: _* @& v0 L7 @. S( z0 ?9 {& n- L

- |  i$ _$ C. d: K! k" y7 f8 Z先来个项目框架结构---以及STM32L073RZ-Morpho硬件接口图:
# M* n* \" ]3 a1 u4 @2 \1 n! V STM32L073RZ_xm.png
  h% v& o( P5 j% H2 ?
# l2 k& p, a- q/ Q4 Q) b xnucleo64_revc_l073rz morpho.png
& C3 U; j" c! r8 M5 X接下来。。。先介绍STM32L073RZ-Nucleo配置:- }* V+ N, H) T7 u8 K
$ i# ]) a6 F0 Z
1.配置系统主频32Mhz 使用内部晶振
$ {3 y( ]2 S- m* ^9 w
9 B0 F; n+ ~8 [5 _2.配置PC13,PC14,PC15为中断按键,通过按键设置均衡参数+ c, [( L9 ]* p+ e9 B0 z7 s$ b
' G4 X. k: ]. _+ I* ?
3.配置SPI2+PC4,PB1,PB2,PB11为LCD控制显示输出
2 y1 q/ c- p  K: c3 {/ O
. ]& k- X. O1 P) e% ^4.配置串口2作为Wifi或者BLE通讯预留接口。。空闲中断+DMA& y9 X  u9 F5 Z
0 {; q. _+ K; u$ ?2 p
5.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
0 w/ d1 @; l9 I( E8 a4 F; g/ U( y
2 S  G3 T2 ]8 I$ j6.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)。。。
8 q! k; }" S9 P# m% m8 n
$ f$ w8 n- G: ?% T7.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。。# e; w4 z4 Y4 v/ s8 b7 L8 R- P4 b
) u3 r3 G" x- U* {

* F3 ~$ W3 U$ X- z) K STM32L073RZ-BMS-07.png ! k" p+ A, Z- d1 m7 D0 R

0 d2 C4 e3 G& I: i/ V) ]5 f+ Y STM32L073RZ-BMS-08.png 4 g0 A: C; R0 e' B1 a4 H
3 D9 o$ H) j7 H7 r7 U: F, l
STM32L073RZ-BMS-09.png 4 E8 z! p$ _. I- q9 E5 K% a
- c; S: Q4 t8 G& |! h9 t
STM32L073RZ-BMS-10.png
1 P4 Z1 i! y* B. x  |: F0 f: W( r6 [
STM32L073RZ-BMS-11.png
! }# l" u0 W& m: L' K) F, v0 J6 B3 _  U: Z
STM32L073RZ-BMS-12.png
: @' [% w* f( O/ J# m- k) ^* P' A  z4 \. V' {
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。。); ?. h' |! {4 J5 D7 \2 @
STM32L073RZ-BMS-01.png
; r+ J7 z  g* J0 ~% I4 Z* Q- y
" L- L3 F, v0 a STM32L073RZ-BMS-02.png
7 B- L; U8 \$ J4 i! [: g. W9 V2 g: [, \
STM32L073RZ-BMS-03.png ' y- c3 }% ^$ U. @

- r% q1 Y* U0 b+ \ STM32L073RZ-BMS-04.png
2 z0 @  ^' {2 K+ e7 k7 O- \# S0 z3 c# c( _. z9 y$ @2 X
STM32L073RZ-BMS-05.png
4 ^' P4 f( `0 f6 j6 X. m/ X6 T; f; v. w
STM32L073RZ-BMS-06.png / I# I; i1 e$ V0 _4 u9 R' j3 ~
& h1 m- M% C" v6 A0 K% M) a

: F* H0 ]4 n9 L; n来几张PCB截图吧。。。6 z! D  Y- c1 K6 y1 f. D5 v: n
STM32L073RZ-BMS-13.png ) E: ]7 n! I, q+ Z* S  d

' s7 H9 p/ s: p  J; q$ |4 P. e STM32L073RZ-BMS-14.png
7 g7 w  q- ^* A5 _# q) S' u. a4 f5 g2 n( ~" Q/ o. N# D. ?1 d4 j
STM32L073RZ-BMS-15.png " L# o$ k; M1 i1 Z% ]  ]

! K, x1 ^# m" D- @4 ]8 c1 s好了,最后实物测试截图。。
7 q/ _' s% \$ k* |! M1 B% _  x IMG_20160427_164033.jpg ! r# M* `  S+ D% V( M& P: o: L

* F  v. q; Q: s9 u" g$ [0 r IMG_20160504_214157.jpg
. |4 H$ B' @! m  G% Q% |6 J/ c7 v. r4 }6 c2 c7 D, ?( |
IMG_20160504_214230.jpg 6 d6 _: G! l* R% \% S, i1 U5 n. C" Y
& y3 }! C5 C% t3 s) G' W; h
IMG_20160504_213909.jpg
& R6 U' k6 H5 ]* s& @
8 V4 J' X* \/ H0 B IMG_20160504_213853.jpg . i, F% M( k% B6 N& R( |, B7 {4 \

2 a' C) P. \0 w' ~: T' f) {" _& _0 _6 o* e6 o3 W. D% L8 i( e
1 U4 \( \0 X4 J" \' N

6 V+ W# K  ?- I( x* l0 m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。。。  s$ \9 p) {7 D
IMG_20160505_135630.jpg   j- f7 C1 ^% n  m, J
% f! C! `, _" K1 s6 M) T" s
IMG_20160505_135654.jpg , G. w& i3 l; t- p" e5 h
; X; F, v5 L  M" S

; ]  i1 E7 j& E, }. j9 J/ A: d4 M
% g% p$ I% F. h  P: Q9 L' Z1 I; \3 f9 x, l

+ }0 u/ T) ~& T4 H
$ _! S: ?. y: s

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
& p% T) o- ^8 i, E% |' ]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 ...

7 w* |' n! ]8 A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 21:25
& b; ^8 m1 D0 D- B: a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)。。 ...

% R* t+ P/ `* k# g8 @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 14:426 ^: h- m" U& h7 E. M) {
围观大神
( V1 V( w# N- z1 k0 ~
多谢,捧场。。
Paderboy 回答时间:2016-5-5 14:51:58
creep 发表于 2016-5-5 14:48! q" [# U/ e: p* _- z% o- `& Q
Paderboy 大神好厉害!!
* [; i% s: b3 l
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 15:15
* P% S3 f, e9 v4 ]' V& o$ U- H围观大神!

/ b8 U% P, E1 p$ G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 , E7 c* D+ B( M& H
farky 发表于 2016-5-5 15:19
2 J5 ~' L) c8 O8 b厉害啊。功能不错。还带屏

5 p7 j) T7 H( V" d; h$ t( nBMS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
: D. |0 E9 _6 I2 t" L) ~# k那两排16个是什么元件?
) D( M% n$ Y1 D& d. v
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( e5 N8 Y8 B6 a0 D. H) _/ B
那两排16个是什么元件?

/ f0 M) b8 R" A  T% S1 n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# @) h0 \# G1 V5 C% r- _* N: A
厉害,围观顺便支持下

# c  y: ]$ n9 J3 L1 A6 z/ \: n' `
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