均衡保護(hù)板

所謂電池不均衡，是指在串聯(lián)電池組的情況下，各節(jié)電池的電量變得不一致，這樣在充電時某些電池還沒充滿，另一些電池已經(jīng)超壓；而放電時那些沒有充滿的電池提前進(jìn)入低壓而停止放電，這樣整個電池組的容量就降低了。
電池不均衡，在多個電池串聯(lián)、并聯(lián)數(shù)量少或沒有并聯(lián)、放電電流大或使用條件惡劣的場合最容易發(fā)生。當(dāng)然，優(yōu)質(zhì)電池由于生產(chǎn)時一致性好，就不容易發(fā)生不均衡現(xiàn)象。另外，在電池布局上，如果溫度不一樣，也容易發(fā)生不均衡現(xiàn)象。
電池生產(chǎn)使用時，指標(biāo)參數(shù)難免有各種微小差異，即便是同一批電池，在容量、內(nèi)阻、放電電壓和自放電電流等指標(biāo)上，也不會完全一樣。
往往我們拿到一個電池，會很注重其容量、內(nèi)阻和放電平臺電壓，忽略了自放電電流指標(biāo)。下面通過圖示來說明，自放電電流不同和大電流放電是電池組不均衡的元兇。

均衡充功能說來也簡單，就是當(dāng)某節(jié)電池電壓達(dá)到4.2V的時候，用開關(guān)并聯(lián)一個電阻，這樣充電電流就被旁路了一部分，其電壓就可能不會繼續(xù)升高而保持在4.2V，不過對于沒有充滿的電池，其對應(yīng)開關(guān)就不接通，會被繼續(xù)充下去。通過引入開關(guān)，使得各電池的充電電流不同，電量小的電池會得到更大的充電電流，最后會全部充滿，實(shí)現(xiàn)了均衡。

T260的保護(hù)IC：MAX14921，是一個非常不錯的16串鋰電管理模塊，具有精度高、功能強(qiáng)、靈活性好的特點(diǎn)，也具備電池均衡功能

T260這種保護(hù)方式，具有很大的優(yōu)勢。傳統(tǒng)獨(dú)立保護(hù)板，在電池不均衡、有一節(jié)電池沒電的情況下，保護(hù)板只能進(jìn)行低壓保護(hù)，造成整個獨(dú)輪車斷電，因此獨(dú)輪車在電池電量不足的情況下，不要玩的太激烈。
而T260就不一樣，MCU可以隨時知道每一節(jié)電池的電壓，當(dāng)某節(jié)電池電壓達(dá)到低限時，不是斷電，而是翹板、警告、閃紅燈。這種情況我碰到多次，大多是在已經(jīng)快閃再上坡的時候，翹板后馬上就騎不了了。

總之，可以確信，正規(guī)的獨(dú)輪車的電池組是具有均衡充電功能的。

那么，如何判斷一個電動獨(dú)輪車的電池不均衡了呢？

1、續(xù)航下降

這是最簡單的判別辦法。鋰電池的充放電壽命一般都很長，比如充放1000個循環(huán)仍可保持75%的容量。如果新車沒用多久，充電次數(shù)也不多，就感覺續(xù)航不如以前，那很可能就是不均衡了。續(xù)航下降的越多，就越可能是電池不均衡。當(dāng)然，這種判斷方法要注意其它條件的影響，例如上坡爬山就很費(fèi)電池，激烈的技巧運(yùn)動也會多耗電，冬天天氣寒冷電池容量本來就下降。

2、充電時間變短
本來充電需要2個小時左右才轉(zhuǎn)綠燈，如果轉(zhuǎn)燈的時間提前，說明充入的電量少，很可能就是不均衡了。
嚴(yán)重不均衡的，會出現(xiàn)一騎會兒就沒電，充一會兒就滿的現(xiàn)象。
充電試驗也要排除一些特殊因素的影響，例如冬天剛從室外拿到室內(nèi)需要等1、2個小時電池溫度上升后再充電。另外，電池沒有完全放光，包括冬天室外騎行沒有電，再拿到室內(nèi)還可以緩出來很多電，此時充電自然也會較短時間充滿。

3、使用時看電量狀態(tài)變化
參見前面的電池放電曲線，正常的電池，騎行時電量是均勻、逐漸下降的。如果電池不均衡了，后半程會下降的很快。例如T260，按理說閃燈表明電量用去1/3，快閃時用去2/3還剩余1/3，但若快閃后很快沒電報警，甚至剛剛慢閃不久就沒電了，說明已經(jīng)嚴(yán)重不均衡。
同樣，4格電量顯示的，如果到了2格后很快沒電，就說明已經(jīng)不均衡。
這種判斷方法的道理，是因為電量顯示是根據(jù)總電壓計算而來的，不均衡時總電壓一般下降不多，但個別電池很快沒電會引起保護(hù)板保護(hù)。

4、用觀察充電電流的辦法來判斷是否均衡
充電時充電器轉(zhuǎn)綠燈后，如果仍然有充電電流（大概0.2A左右），并逐漸減少，那說明正常。
如果紅燈轉(zhuǎn)綠燈時充電電流突然減少到0，那就說明不均衡了，此時充電電路因某節(jié)電池電壓達(dá)到4.25V而過壓保護(hù)。正常情況下充電器的電壓會被電池均分，比如67.2V除16就是4.2V。但若不均衡發(fā)生，有些電池電壓低，勢必就造成某些電池超過4.2V，當(dāng)超過4.25V就會觸發(fā)充電保護(hù)而完全切斷充電電流。
測量充電電流可以用直流鉗表，具有2A/4A/20A/40A量程的數(shù)字鉗表均可，注意有些鉗表只有交流檔，那是不能用的。把充電器電線的外皮剝離開（注意不要破壞內(nèi)部芯線的外皮），分出一股供鉗表插入即可測量：

以上鉗表為Fluke 319，具有40A直流電流檔，滿度40.00A，分辨0.01A。
其實(shí)用國產(chǎn)UNI-T的UT210E就不錯，有2.000A直流電流檔，分辨1mA：


5、觀察充電電壓來判斷是否不均衡
正常充電時，當(dāng)紅燈轉(zhuǎn)為綠燈時，仍然具有充電電流和內(nèi)阻的存在，充電器的輸出電壓達(dá)不到67V的。
如果充電時，在紅燈轉(zhuǎn)綠燈的時候電壓突然升高，比如從66.5V一下子就跳到67.15V，而這個67.1V就是拔下獨(dú)輪充電插頭的空載電壓，那說明沒有充電電流了、充電保護(hù)了、失衡了。跳變前電壓越低，說明失衡越嚴(yán)重。
如果有條件的話，可以采集充電電壓數(shù)據(jù)，做出充電電壓曲線，就一目了然了（見后面的實(shí)例）。
電壓測量，可以把充電線的外皮剝開，交錯再剝開內(nèi)芯的皮，用鉤子或夾子采集電壓信號：

電壓測量完畢及時用膠布包扎好。

6、溫度判斷法
電池充滿、充電器轉(zhuǎn)為綠燈后，繼續(xù)充電2小時以上，然后手摸獨(dú)輪車電池側(cè)，如果有溫?zé)?，那說明電池均衡保護(hù)板在起作用，此時表明電池是均衡的。如果獨(dú)輪車電池側(cè)不發(fā)熱，說明不均衡而引起過壓保護(hù)。當(dāng)然，也可能是劣質(zhì)獨(dú)輪車，沒有均衡保護(hù)板，那樣沒有溫度也判別不出是否均衡（有溫度則均衡）。
如果不知道電池的保護(hù)板在哪里，渾身摸個遍即可。
已經(jīng)充滿的獨(dú)輪車，可以繼續(xù)插電2小時，再摸。

7、內(nèi)部檢查法
比如T260先充滿電，然后拆開帶有開關(guān)的一側(cè)護(hù)板，拔下電源線和電壓監(jiān)測插座，在兩個電壓檢測插座上逐一測量單節(jié)電池的電壓，直接得到電池是否均衡的數(shù)據(jù)。如果最低電壓者和最高電壓者相差0.2V，那就相當(dāng)于20%的容量差異，就不太均衡了，差異越大不均衡性也就越大。


獨(dú)輪車在使用和充電時，要怎么做才能盡量保持電池均衡的狀態(tài)呢？

1、首先，獨(dú)輪車要經(jīng)常使用，經(jīng)常充電，才能發(fā)揮均衡板的均衡作用。
如果一個獨(dú)輪車長期不用，或者充電方法不合適，那電池也會逐漸不均衡的。

2、其次，充電的時候必須等綠燈亮起后，繼續(xù)充電1到4個小時，才能讓均衡電路起作用。綠燈亮起后到底繼續(xù)充多長時間，要看充電頻度，經(jīng)常充電的可以短一些，不太經(jīng)常充電時可以長一些。
否則，綠燈一亮起，那正是均衡電路將要起作用的時候，馬上拔掉充電器，均衡電路就永遠(yuǎn)得不到發(fā)揮，電池就逐漸不均衡起來。
當(dāng)然，這種充電的前提是保護(hù)板不能因嚴(yán)重不均衡而充電保護(hù)，即轉(zhuǎn)綠燈后需要有電流，才能起到均衡作用。
由于55mA×67.2V有3.5W，這個功率在電池充滿后只能被均衡電路板的電阻消耗，有溫?zé)釋儆谡！?br style="margin: 0px; padding: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;"/>其實(shí)剛充電的時候電池反而不熱，因為所有的能量幾乎都給電池充進(jìn)去了，只有綠燈亮起后再等一段時間，均衡電路開始起作用，才會有發(fā)熱。

3、盡量避免劇烈運(yùn)動，比如爬陡坡、高速爬坡、高速騎行，這樣放電電流大，電池的效率差異大，就容易產(chǎn)生不均衡。

4、冬天天冷的時候不要劇烈運(yùn)動，此時電池容量下降。充電的時候，從寒冷的室外拿到室內(nèi)后，要等1、2個小時，電池溫度上升后再充電。


發(fā)現(xiàn)電池已經(jīng)不均衡，如何改正
1、利用獨(dú)輪車內(nèi)部均衡保護(hù)板的均衡功能
此時直接利用均衡保護(hù)板已經(jīng)不行，因為充電轉(zhuǎn)綠燈后電流為0，繼續(xù)充電毫無作用。
需要簡單改造一下充電器，在充電線上串聯(lián)一個電阻，這個電阻的阻值要與內(nèi)部均衡板的均衡電阻一樣，例如對于T260就串聯(lián)220歐，如果是GW14就串聯(lián)100歐，功率2W-5W，這樣再充電，充電電流就比較小，小于均衡電流，這樣其MOS管道通后就可以完全分流，就不會觸發(fā)過壓保護(hù)。而這較小的充電電流，就可以電池組中電壓低的電池進(jìn)行充電，只要時間足夠長，就可以達(dá)到均衡。至于到底充多長時間，取決于失衡程度。假設(shè)不均衡程度為50%，即某個電池只有半電，那至少需要再充入1300mAh，80mA的電流就需要16小時。對于IPS T260，均衡電流只有20mA，因此需要采用221的電阻（220歐），充電時間為1300/20=65小時。
使用此法，先把獨(dú)輪車按照常規(guī)的方法充電充滿，然后串入電阻進(jìn)行均衡充。改正不均衡后，去掉電阻，用膠布把電纜包好。

2、最徹底的還是內(nèi)部手動均衡辦法
獨(dú)輪車充滿后，拆開電池倉，逐個測量電池電壓，對于電壓低的，用單節(jié)鋰電充電器，引出兩根線，把虧電電池吃小灶充滿；如果某節(jié)電壓過高可以單獨(dú)用電阻放電。

3、制作均衡器，適合小批量快速均衡用
制作一個電路板，內(nèi)帶功率均衡器件，具有充電器插座、兩個電池插頭。
利用原來的充電器作為電源輸入，而輸出部分就是與獨(dú)輪車內(nèi)部電壓檢測插座一樣的兩個插頭（9P和11P）。
均衡器內(nèi)部包含16個串聯(lián)的4.18V限壓穩(wěn)定器，接到T260的電池檢測口的19根線上，實(shí)現(xiàn)外部均衡充電。
做16個4.185V的超級穩(wěn)壓管，先把獨(dú)輪車充滿，開蓋、拔下各電源線，把均衡板插到電池的檢測口上，再把充電器接到均衡板上，充電即可：

超級穩(wěn)壓管的作用，就是在每節(jié)電池電壓達(dá)到4.185V之前，不起任何作用，電池照常充電，但任何一節(jié)電池達(dá)到4.185V的時候?qū)?yīng)穩(wěn)壓管就導(dǎo)通開始分流，旁路了充電電流使得該電池電壓不會增大，即電壓保持在4.185V，因此也就不過充，但此電流繼續(xù)給電壓低的電池充電。待所有電池的電壓都達(dá)到4.185V后，保持一段時，各電池就均衡了。