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宽电压锂电池放电欠压截止仪

9Y0I321M2L 发布于2024-07-01 17:35:35 CC BY-NC-SA协议 分类:消费电子 侵权投诉
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简介:

锂电池组在放电时,很容易过度放电,设计宽电压锂电池放电欠压截止仪,在电池组电压到达设定值时及时终止放电,截止方法分为高边控制和低边控制,该设计为高边控制,安全性更高。

应用场景:

适用于锂电池组放电过程中,使得锂电池在过度放电前及时停止放电

一、产品简介

基于STM32F103C8T6单片机设计的一款DIY低成本的宽电压锂电池放电欠压截止仪,该宽电压锂电池放电欠压截止仪体积小巧,宽电压设计,12V-60V电池均可使用,在放电过程中电池没电时及时终止放电行为,防止过度放电对电池造成不可逆的损害,高边控制均有更高的安全可靠性,板载1路温度检测,支持电池高温或低温时亦终止放电行为,且支持串口数据打印功能便于进行数据传输。

 

二、应用场景

DIY、批量性产品,适用于市面上绝大多数的电池组。

 

三、产品概述

该宽电压锂电池放电欠压截止仪使用STM32F103C8T6作为主控,使用大功率小封装的功率型MOS管作为开关器件,体积小巧,功耗低,满载运行功耗最大5mA(电池供电情况下),使用type-C接口作为数据传输的通道,使用极其方便。

板载宽电压的DCDC模块,板子的供电直接取自于电池总电压即电池组的正极B+,不需要额外的电源供电。

板载蜂鸣报警模块,当电池组发生欠压或者温度超过预定值时,蜂鸣器即报警,用于提醒用户。

使用STM32F103C8T6作为微处理器,通过微处理器自带的ADC模数转换功能采集电池电压的模拟信号并将其转换为数字信号并进行相应的数据处理,为便于用户在PC端可了解板子及电池组的一些数据信息情况进行数据传输亦板载USB转TTL通信电路可以将电池组的电压及温度数据实时直接传输至PC终端,可以实现与PC端串口调试助手数据信息打印功能。

固件公开,源码公开,用户及学者可自行查看修改代码,板载设备运行状态指示灯及正常运行指示灯、告警指示灯,宽电压锂电池放电欠压截止仪设备正常运行时该运行状态指示灯以1秒的频率进行闪烁,当发生高温及欠压情况时,红色指示灯点亮。

综上可方便准确的自动实现电池欠压或者高温终止放电这一行为,固件中可自主设定温度预警限值及电池电压的截止值,部分电路增加相应的端口保护电路,有良好的安全系数,成本低,适用范围广,适用于不限于开车前检测酒精浓度的场合,设计有固定孔,可方便存放,操作方便,适用于广大用户!

图示为最终版本,基于STM32F103C8T6单片机设计的一款DIY低成本、具有串口数据打印功能、实时检测显示数据的宽电压锂电池放电欠压截止仪。

 

四、产品参数

(1)PCB尺寸:65mm*55mm,2层板,PCB厚度1.6mm,有铅喷锡

(2)支持电池组电压范围:12V~60V

(3)设计额定放电电流:50A

(4)输出信息电平信号:5V

(5)电压采集精度:0.01V

(6)电压截止阈值精度:0.1V

(7)温度采集精度:0.1℃

(8)运行下整体待机功耗:约5mA

(9)告警状态下整体功耗:约10mA

宽电压锂电池放电欠压截止仪硬件项目图1

 

五、使用说明

  1. B+直接接在电池组正极,B-直接接在电池组负极(注意不要接反),P-及P+直接接负载。
  2. type-c作为数据传输通道,可直接使用手机数据线链接设备端口于PC端,PC端需要CH340驱动,win10系统自动安装,其他系统电脑用根据网上教程自行安装。
  3. 在PC端打开串口调试助手,配置如下图(波特率为115200,数据位为8,停止位为1,无校验位),从下图可见串口调试助手接收区接收到的数据如下图。

宽电压锂电池放电欠压截止仪硬件项目图2


六、备注

1.本模块下载程序固件方可正常进行使用,程序使用keil V5编写,程序下载工具使用ST-LINk进行烧录,固件详见附件“宽电压锂电池放电欠压截止仪固件STM32-16M”文件夹,如需源代码进行二次开发或者学习,详见附件“宽电压锂电池放电欠压截止仪源代码”文件夹。

固件及源代码设定的阈值如下

u16 voltage_MIN    = 20;        //放电欠压截止电压阈值 20 V

u16 voltage_MIN_Remove = 22;        //放电欠压恢复电压阈值 22 V

u16 TEMP_MAX      = 60;        //放电高温保护阈值   60度

u16 TEMP_MAX_Remove  = 55;       //放电高温恢复阈值   55度

u16 TEMP_MIN      = 0;         //放电低温保护阈值   0度

u16 TEMP_MIN_Remove  = 5;         //放电低温恢复阈值   5度,

如需其他数值,可自行修改(函数位置在main.c 最开始部分),欢迎各位在评论区交流学习。

2.本模块的物料成本在50元左右,物料的详细信息和参考购买链接在附件“配件购买参考链接”中查看。

3.本模块的提供了元器件名称图及丝印图,方便读者进行焊接及问题排查。 

4.若客户需要对该设备进行固定操作,该设备模块提供了安装固定孔,详见附件“安装孔”,支持M3螺丝固定,该文件为DXF文件,可用CAD软件打开,图纸比例为1:1。

5.温度检测探头源代码及固件采用的3950K热敏电阻,详细信息和参考购买链接在附件“配件购买参考链接”中查看。

 

七、演示视频

演示视频如下:

说明:方块表测量的是电池组端B+与B-电压,钳流表测量的是负载端P+与P-电压。

视频一:使用打火机模拟高温情况发生,高温->蜂鸣报警,电池停止输出,亮红色指示灯。

温度降低至阈值下时,蜂鸣器停止告警,电池恢复输出,红色指示灯熄灭。

视频二:调节电池组端电压,电压低于阈值,蜂鸣报警,电池停止输出,亮红色指示灯。

电压恢复至恢复阈值时,蜂鸣器停止告警,电池恢复输出,红色指示灯熄灭。

接数据线链接设备与PC端,实时打印输出相关的电池信息数据。


高边控制 宽电压12V-60V电池均可 支持数据传输 低功耗设计 支持温度保护告警
最近更新时间 2024-07-01 17:35:35
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