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再來是平衡，這題也很難，我只能把研究心得寫在這裡。平衡用來克服電池體質不一致 體質差的電池，升壓會最快，降壓也最快 四顆電池串聯，一起充放電，理論上電壓要完全一致。平衡問題簡單描述如下 充電時，體質差的電池升壓最快，他會最先吃飽，但是其他三顆還沒吃飽。假設充電截止電壓14.4v，可能電壓的分布是3.9/ 3.5/ 3.5/ 3.5 讓每節都充滿電。電池上路體質差的會最先放完電，但是另外三顆還可以繼續，於是最爛的那顆只好陪公子唸書，最後過放電壞掉 Battery Balance是個重要的題目。淘寶買得到的保護平衡板一般的邏輯是這樣：如果某一節電壓已經到頂，就切斷電池和充電器連接，然後開啟下圖的電晶體讓某一節電池放電。等電壓下去了，再接上充電器繼續充電。這個策略對體質爛的電池很可憐：他會不停平衡（充放電）。體質本來就爛了，平衡還會加速老化 https://www.ti.com/download/trng/docs/seminar/Topic 2 - Battery Cell Balancing - What to Balance and How.pdf 所以組裝電池，真正的重點是挑出體質相近組裝起來。這件事非常費工，非常耗時間，非常苦...　還很花錢（分容機很貴）；但這件事比起任何事都還要重要 最後聊一下平衡電路和啟動電池有什麼關係 其實沒有關係 啟動電池99%的時間是充飽電，也沒什麼深度放電的機會，根本就不用平衡 胖胖電池出貨還是搭了一片平衡板，讓出貨的產品少掉潛在的隱憂，原理下篇介紹

今天早上觀測電流電壓和SOC，二十分鐘期間車子專心幫電池充電 電壓拉高到14.5附近，車子鐵了心要幫電池充飽電。這時候自動啟停無法做動，雖然SOC全滿，車子會說電池正在充電中 BMS雖然會估算SOC，但就是估算而已；拉高電壓充電，直到電流趨近於0一段時間，我覺得是校正BMS的好辦法（電都充不進去了，自然是充飽） 如上，充電電流100A灌了接近兩分鐘，慢慢下降；最後維持住電壓浮充 充電模式下，VOLVO設定14.5v正好是每節電池3.625v，很接近鋰鐵的充電截止電壓3.65v。也許設計的人有經過深思熟慮，換上鋰鐵電池也可以相容運作（或著就只是運氣好） 圖上右側兩個煞車引發的動力回收，電池還是能吃下80A；同時也吃下瞬間15.3v的過壓 第二張圖我吃完早餐繼續紀錄 首先汽車已經離開充電模式，電壓在13.x附近跳動。這時候自動啟停可以做動 行駛中電池放出30A，讓引擎推發電機的負擔下降，更多力氣推輪胎 九點整附近，有一段約3分鐘的區域，自動啟停做動。原來這種半熄火的狀態，抽電瓶也沒在客氣的（30A）；這算是間接證據了：鉛電池想活久一點，發動就順手關自動啟停吧 實驗到此，VOLVO car的充放電的策略都滿合理的，有下功夫做，今天的實驗也看到充電模式，電壓只有14.5不會弄壞鋰鐵；偶爾出現瞬間15v也不至於弄壞電池。XC60搭配一顆鋰鐵電池，可以讓這些策略運作得更到位 之後使用就稍微看一下電壓，不要長期超過14.6（每節3.65）就沒疑慮了

發電機分析 XC60的發電機不是永磁發電機，發電前要先激磁 可以控制激磁強度，調整發電電流 VOLVO不選擇讓電池永遠充飽，而是保持SOC在85%左右的水準做動能回收 XC60會在油門放開，或輕踩剎車，反正引擎也在轉，用力推發電機把能量灌回電池；以下文章有具體的機制說明。稍後油門踩下去，部分電從電池來（引擎推發電機的功率可以小一點） https://xc70.postach.io/post/geng-huan-li-tie-dian-chi-zhuang-tai 汽車行為分析 第一張圖故意把電瓶電力放掉，所以SOC從70%左右出發。車子會專心幫電池用100A充電，三分鐘過後SOC上升到80%，再切換到20A左右慢慢充電上去。中間跳到100A都是放開油門或是踩煞車的回充電流 在高速公路開約一小時，SOC透過20A充電到95%，然後一路放電到85%，放電時間很長，鋰鐵電池能分擔引擎推發電機的負擔；當油門放開，約80A灌入電池充電 另外使用鋰鐵電池期間，電壓維持在13.4v左右而已，反而沒用鉛電池經常看到的14.4v。我推測為了灌入定量的電流，需要克服鉛電池比較高的內阻，電壓就得拉高（引擎也比較費力推發電機）；鋰鐵電池內阻小吃電超快，電壓根本拉不高（除非灌更大的電流） 日常使用範例，每次自動起停都會瞬間噴出約250A電力；實驗進行時，電瓶是滿電的，行駛中放出20A減輕引擎負擔。另外動能回收大概吃下80A的電力 充飽電，行駛中推出約20A，放掉油門回充80A 一些心得 XC60回充的行為，可以解釋為什麼要用AGM電池（充放電才夠快），但是AGM 70Ah大概只能用0.1C充電，最多也就7A ~ 10A，還是很弱... 鋰鐵用100A充電，確實是XC60的好麻吉 XC60設計在SOC夠高，電瓶會幫忙輸出減低引擎負擔（副作用讓電瓶不容易吃飽）；鉛電池SOC掉下去就得再慢慢爬，如果又在市區短途開，可能很難充飽（於是容易壞）；鋰鐵很容易能充飽電，更能克服市區短途開的場景 我不覺得在市區開車會讓電池早死，怠速的時候反而充電充得滿好的；反而發動時間短，搭配自動啟停打開，確實對電池負擔高一點 我不覺得鋰鐵能讓車子飛起來，但是飛快的充放電確實能減輕引擎推發電機，很多場景確實提供比鉛電池更好的性能 XC60改用鋰鐵電池我覺得很適合，非常讚

我曾想過DIY這顆電池，但是有些根本的困難： 電池要挑靠譜的貨色 → 我不知道什麼電池靠譜 電池要認真的分容過 → 分容機很貴 電池組裝完總不能還會搖晃吧 → 我很手殘... 品質堪慮 鋰鐵的實戰經驗 → 我沒組過鋰鐵，裝了就上嗎... 選用適當的保護與平衡策略［系統設計］ → 我勉強分析，搞不好全錯 還是讓專家來吧。我和胖胖老闆在2020/4大量討論，他也測試鋰鐵作為啟動電池五年多（可惜這台車不是XC60），很多人改裝過確實可行，而且沒什麼比實驗更有效了，玩吧 電池來了先拆再說 外殼少了一個猛猛的logo，要改進 重量只有鉛電池一半，欠鍛鍊的我也能裝 YZXStudio平衡板 加了一片藍芽保護板，我們只用來觀測電壓；為了測量每節電壓拆電池太累了 電池驗證 首先比對保護板偵測電壓和CAR Scanner電壓，兩者一致；保護板也可以顯示每顆電池的電量 汽車發動電流測試，用電流勾表測量到約200~300A 使用CAR SCANNER讀取電池電流，發動電流和勾表測量到的接近 心得 汽車發動沒有困難，第一次發動覺得速度有變快，但是沒紀錄；我也不想再接回鉛電池做實驗了 鋰鐵電瓶充放電超快，我也不打算再常常用電瓶充電器保養電池了 電瓶容量，13.2v * 105Ah，接近1.4度電喔！可以搞行動辦公室了 鋰鐵價格真的降了。如果AGM 80Ah只能用2年，差不多價格能買性能更強，容量更大的鋰鐵電池，不考慮看看嗎？

胖胖老闆的平衡板來自中國的 YZX Studio ，主打"純模擬件製作"，特色是沒有MCU，因為沒有軟體，保證不會當機，不用承受軟體bug。這引起我的興趣，買了一片回來分析 新增說明文字 平衡板很小，正面有9顆電容，背面16顆小MOS，4顆MOS driver。固態電容負責能量轉移，MOS作為開關用。逆向分析就是苦功，把以下步驟拼湊起來，解出設計原理 想辦法看清楚電路板用什麼IC，找到datasheet，想辦法讀懂 拿起電錶，把元件互聯弄清楚 板子上電，用示波器檢查電路的波形 平衡板用固態電容是正確而合理的選擇，他可以承受高溫，不會像電解電容不耐高溫流湯 連續供墨印表機萬歲，整張A4墨水噴到滿都不怕！照片放大印出，直接拿簽字筆作業。電路原理不難，但是聰明無比，真的能有效的把能量在電池之間轉移，可以發論文了！具體作法是YZX studio的商業機密，貼出來不大好；不過電路就在板子上，無法阻止偷窺（和老闆買一片回去研究） 這片平衡板最大的缺點：靜態耗電偏高（9mA） 解法粗曠而暴力：容量夠大105Ah，事情就簡單 平衡板4.86天吃掉電瓶1%，引擎發動36秒就能回復 平衡板48.6天吃掉電瓶10%，引擎發動6分鐘就能回復 平衡板486天吃光電瓶100%，引擎發動1小時能回復 除非車子放半年才開一次，這個電瓶很適合當啟動電瓶 這片平衡板特別重視可靠度，純用類比元件，但也喪失控制能力；我設計大概會放上一顆MCU，在特定條件停掉，也好做點客製化調參數；但是程式可能會寫錯，未必比較穩。這是工程的取捨，沒有對錯 以上是我對這片平衡板的總評，我大概會挑顆有藍芽功能的MCU來改裝這片平衡板 → 太有趣啦！

保護是個很難的題目，這篇就是我的讀書心得筆記，請假設我可能寫錯，來吧 >_< 下圖最右邊的V+/V-是電瓶的正負極接點。這兩個點就是接上發電機（Charge）或是負載（Load）。最左邊是電池，中間虛線的框框就是保護電路。保護電路的下方有兩個電晶體（MOSFET），他們就像家裡的電燈開關，控制電流是否通過 電晶體控制電流是否穿過，他必須承受導通電流。電晶體有導通電阻，一般約0.2歐姆左右，不過大電流噴進去也會發燒，也有電流承受上限。假設一顆能吃20A，啟動引擎需要300A，就要並聯15顆MOSFET才扛得住。所以大電流保護板很大片（上面很多電晶體），也越貴 大部分保護版規格都寫得不清不楚。一片有5顆MOS的保護版假設能承受100A，店家可能寫瞬間承受200A，這板子能拿來啟動引擎嗎？這點我持保留態度，非常保留，啟動時間長短隨車而定，而保護板也沒標示瞬間到底多久：0.01秒和1秒都可以叫瞬間，差了100倍 保護板最重要的功能是切換圖上兩顆MOS，讓電池離線，避免被打壞。一般會在過流（電流過大）或是過壓（電壓太大）提供保護。我覺得讓電池斷線的設計，在XC60非常非常不理想 有些保護板會在電池充飽讓電池離線，以免過充，這個設計我非常有意見。電瓶本身有穩壓功能，離線會讓電壓不穩，車用裝置很可能當機，當然我們可以怪車廠設計不良… 只是人家設計就沒考慮行駛中電瓶拔掉 XC60可能因為電瓶充飽讓發電機離線，如果保護板也離線，那糗了，車子會立刻沒電熄火！我記得XC60的方向盤和煞車都要吃電，這可能出車禍！ 我寧可電瓶被高壓灌到膨脹懷孕，電瓶壞了發不動不會死，但是保護板切斷電池可能出車禍。真的要切，也要在合理的策略下進行。也許我懂得不多，但我覺得有斷線設計的電池可能風險十足… 這種保護板一般是用在電動機車上 電池在家充電，接上未知的充電器。可以在充電器爛掉時保護電池 放電電流過大，可能搞壞電池，需要保護 電池負載可能會短路，需要保護。啟動電瓶大電流放電，不容易其做到所謂“短路保護” 我最後的心得 電池每個人都買得到，保護板也買得到，看起來可以DIY，但是風險很高 電池組必須被當成［系統］待，而不是離散的元件 BMS要考慮的點非常多，沒那麼單純... 啟動電池的保護策略要深思… 斷線的條件需要深思熟慮

到Google撈鋰鐵電池，會找到非常非常多的資料，我也讀了一大堆。身為工程師，我覺得EDN Times 這篇文章 非常棒 https://www.edntaiwan.com/20181114ta51-how-to-charge-lithium-iron-phosphate-rechargeable-batteries/ 首先四顆鋰鐵電池串聯，它的特性大致如下 額定電壓：3.2*4 = 12.8 極限過充電壓：4.2v*4 = 16.8v 新增說明文字 我在XC60長期觀察電壓，幾個檔位如下 ~12v，車子判斷電瓶充足，斷開發電機全由電瓶供電，可以節省燃油 ~13v，發電機在低負載狀態 ~14.5v，發電機推出比較大的電流 ~15v，發電機推出更大的電流，不常出現 4顆鋰鐵串聯能完美匹配發電機電壓，就算是最高檔位（15v），鋰鐵也吃得下。另一個有趣的觀察是：其實鋰鐵電池可以不保護直上，因為汽車發電機電壓還不會搞壞電池（>16.8v） 使用時要稍微留意一下電瓶電壓即可

我的鋰鐵電池是胖胖鋰電池組裝的，電池內容物包括以下東西 億緯EVE 105Ah 鋰電池串聯四顆 YZX Studio主動平衡板 先從電池本體開始，方型電池電極附螺絲孔，用鎖的就好，真的想DIY也不用點焊。一組電瓶十公斤，只有鉛電池一半。在50%電量，常見溫度都能用1C~5C連續放電30秒，大概是105A~525A，算是很兇猛的規格 比較讓人疑慮是0度，超級寒流來的放電能力，這算是鋰鐵電池的通病，低溫化學反應速度慢。以這顆電池來說，開上合歡山之前把電充飽，起碼有2C的放電能力就夠用。或著什麼都不做，我猜大概也不會有事 再來是充電能力，XC60發電機推得出180A的電流，這顆電池能用1C（105A）充電。代表36秒就能回充1%的電；白話翻譯是：就算開車去超商買杯咖啡，開回去電池就充飽了 比較讓人疑慮是0度，超級寒流來的放電能力，這算是鋰鐵電池的通病，低溫化學反應速度慢。以這顆電池來說，開上合歡山之前把電充飽，起碼有2C的放電能力就夠用。或著什麼都不做，我猜大概也不會有事 純看電池，我覺得他比較是露營儲能用（5C放電），不是主打強力放電（20C）。不過話說回來，105A乘法上5C就有凶猛的525A，拿來當啟動電池很堪用了！

寫在最前面：鋰電電池應該被當成（系統），而不是一個一個離散元件。設計系統要考慮很多面向，電池配備了BMS（電池管理系統）和BMS設計合理是兩件事；我畢竟不是電池專家，這篇文章是我評估鋰鐵上車的紀錄。日後弄錯了，我也知道哪裡出錯 我的車VOLVO XC60原裝規定用AGM 70Ah電池，一顆約8000，他繼承所有鉛電池的缺點：充電慢，自放電大，很重，很容易壞。鋰鐵電池處在光譜另一邊：防爆，快速充放電，重量輕。唯一的問題是：原廠不保證使用，改裝得自己扛風險 XC60車主手冊說柴油款的冷啟動電流（CCA）700A ~ 800A，這個數字很讓人疑惑，難道啟動真的會噴出800A嗎？ 下面連結介紹CCA是什麼，大意是電池冰到負18度，測試放電能力。VOLVO CAR說需要800CCA的電池是電池能力的規範；但是汽車啟動真實抽多少電流是兩件事 http://dream-and-creation.blogspot.com/2018/04/ccacold-cranking-amperes-cca.html 實測汽車發動真實的電流電壓變化 第一張圖是原裝EFB鉛電池，啟動瞬間最低掉到9.3v，抖抖抖的平台區10.7v；鋰鐵電池發動瞬間最低約12.7v，抖抖抖平台也是13v。鋰鐵電瓶顯然比較猛，大電流放電也沒太多電壓降 EFB電池，啟動電壓變化 鋰鐵電池，啟動電壓變化 VOLVO Car在電池的負極串聯電池管理系統（BMS），假設BMS回報的電流是準的。透過Android的CAR scanner軟體讀BMS的電流值，引擎發動約250A的電流；發動後最高用100A回充，大概1分鐘就能完成回充 鋰鐵電池，啟動電流變化 如果CAR scanner還是不讓人放心，VOLVO在電池正極放了一對350A保險絲 假如電流真的噴到800A，這對保險絲已經燒了，車主應該經常跑保養廠 合理的推測，XC60的啟動電流約300A，VOLVO用700A去保護 到此我幾乎認定：啟動電流就是300A這個數量級，CCA描述的是電瓶能力，並不是啟動電流

今天是Hsu Yih Chyuan哥過生日，生日搞車子最開心了，今天要把XC70變成電子花車。探索汽車網路的第一步很簡單：原廠工具VIDA DICE先找找有沒有燈光相關的控制。我們找到了幾個燈都可以在軟體裡面控制 前左右定位燈 後左右方向燈 後剎車燈 OBD2信號從車上拉出來，我們在研究VIDA DICE怎麼控制車子。我們很有遠見的準備了露營椅（以前是板凳），電風扇，電蚊拍。照片上的人比YA笑得很開懷，雖然想得腦袋破洞，肉體還是舒適的 VOLVO+開發工具照片再一張，自製工具就是折磨自己，每次都要先debug工具，這次也沒有懸念再度踩坑，圖中透明發紅光的盒子出包。每次踩地雷，總是會把雷踩完 解析封包就是在看這堆文字，逆向工程的複雜度大概是設置通訊協定的1000倍；如果文字實在看不懂，試著畫圖看看，喝點飲料也不錯（別喝酒就是）  勞動節小孩去幼稚園，不用上班來搞車總是特別愉快。最後我們完成這一小段作品，讓XC70進入生日模式給壽星慶生