尊敬的卓老师:您好!
我们是南昌大学信标组,之前已经在公众号提问了,但是没有得到老师的回复,可能是老师错过了我们的提问。我们如今对产生这个问题的原因仍然是没有头绪,比赛又在即,所以冒昧地发邮件再次询问。

我们是南昌大学信标组的,因为车上带有四个电机和多个传感器,而且由于信标组控制的是麦克纳姆轮,为了实现转向和平移需要电机频繁地正反转,当主板输出的PWM方向与电机实际转向相反的时候,此时电机处于类似于堵转的状态,会产生较大的电流,主板要求的总电流很大。
官方提供的香山红叶锂电池不能满足我们需要的输入电流,传统的镍铬电池容量太小,一节满电的镍铬电池只能让车跑个5、6分钟,比赛和调车都不方便,所以我们考虑使用可以输出更大电流的动力锂电池。

我们先是买了龙邱家的锂电池,龙邱的锂电池在电机单方向输出不反转的情况下是可以满足要求的,但是用龙邱的锂电池时会在电机反向输出的时候触发保护。我们尝试在主板和驱动上接上多个4700uF大电容来缓冲反向输出时的大电流,有一定的效果,但是还是不够。在电机转速较大的时候反向输出还是会触发保护,而香山红叶的电池则是连电机单向转动所需要的电流都无法提供,上电轮子还没转起来就会触发保护。
于是我们决定另辟蹊径,自制锂电池保护板,我们先在淘宝上买了多种型号的散装18650电池,然后参考卓大大之前发过的推文,并结合网上的资料自制了保护板,在进行多次测试后发现索尼的V6电池和中顺芯的一款电池可以提供较大的实际电流,但是还是很容易触发保护。

我们推测可能是保护板的保护电流太低了,于是我们利用霍尔传感器对龙邱的锂电池和自制的锂电池进行了测量保护板保护电流的实验。龙邱购买的保护板上使用的mos是五个AO8810(电流容量为8A)。
我们尝试增加或减少mos数量,发现mos数量为4、5、6的时候都会在34.5A触发保护,而且奇怪的是香山红叶电池和龙邱电池、索尼电池、中顺芯电池带相同保护板触发保护的电流大小都是一样的,难道它们的电池内阻都相同吗?而增加到8个mos之后,触发保护的电流大小反而下降了...(17.5A)

早上我们又思考,觉得可能与我们使用的HY2120-BB的放电过流检测电压为200mv有关,考虑是否要更换成HY2120-AB(300mv)。之后我们又拆开了香山红叶的锂电池,发现我们使用的保护板电路不同,但它们使用的保护IC好像是HY2120-AB(丝印好像有些不同)。
这让我们很迷惑,我们不知道现在限制我们进一步提高保护电流的地方在哪,是保护板的mos型号该重新选择还是IC或是保护板的电路存在一定问题,又或者锂电池能提供的电流其实已经到了极限,只能在主板上增加更多更大的储能电容来提供短时间的大电流需要。

辛苦卓大大看到这里,自制保护板原理图放在附件。
急切地等待卓大大的回复,谢谢卓大大!
此致 敬礼
祝卓大大身体健康,工作顺利!天天开心!
2019-8-13
回 复
在去年9月23日推文“智能车竞赛动力锂电池”中已经通过实验证明,保护板的输出电流上基本上与并联的MOS管没有太大的关系。如下是相关的实验:

下面各图显示了并联MOS管分别在4,3,2,1的情况下,输出保护电流波形的情况。

并联四个MOS和对应的短路电流波形

并联三个MOS和对应的短路电流波形

并联两个MOS和对应的短路电流波形

只有一个MOS的情况下,对应的短路电流波形
通过上面对比实验,可以看出,决定电池组最大输出电流与并联的MOS的个数无关。它实际上是有锂电池本身的内阻所决定的。
根据前面测量可以知道,电池组的等效内阻大约为0.15欧姆,而FH3080的工作内阻仅仅只有几个毫欧姆,因此,电池组的绝大部分的内阻是有锂电池内部阻抗决定。在输出在27A左右的时候,由于电池内阻所产生的压降,输出电压将会下降到原来的一半,此时TC2120的输出电压也会随之下降,此时对应MOS的驱动电压下降,对应导通电阻增加,于是就会触发TC2120进行保护。

输出电流与锂电池对口电压之间的关系
所以,如果想增加输出电流,则只能更换或者选择更好的锂电池了。或者使用更多的锂电池进行并联使用。;