供电系统

供电系统在机器人中占绝对的统治地位，没有电一切都是虚无，稳定的供电系统是一切设备工作的基础
总体拓扑图

名词解释
容量：
电池PACK：整体的电池产品，包含电池模组（电芯组）、模块、电气系统、热管理系统、壳体和BMS等通过电池PACK工艺组合加工成客户需要的产品

电池容量
计算Pack容量需求
我们通常收到的需求为表面上的需求，即客户需要机器人能连续工作的时长，充电多久能够充满。
比如连续工作8小时（包含中途待机时长），充电2小时充满。

能量守恒定律

E=Pt
E：续航容量
P：用电设备使用功率
t ：使用时长
当容量恒定的情况下，用电设备功率越大，使用时长越低；
例如，手机在待机状态下能够维持48h，但在看视频玩游戏的时候，只能维持5小时
E=Fl
E：续航容量
F：牵引力
l ：行驶距离
当容量恒定时，驱动设备的力越大，则行驶距离越短

公式：
P=UI
计算示例：
电机平均工作功率400W，电池平均供电电压50V，则使用电流为8A
如果需求为持续运行8h，则电池选型Ah为88=64Ah
最终电池容量为64Ah
以上为理论下的计算数值，是全程按照匀速运动 2m/s 进行持续工作的理论工况
实际工况下，我们需要考虑以下几点：
1、电机匀速2m/s工作的实际时长
2、机器人空载及满载的实际使用功率，空载及满载的整车质量相差巨大
3、除电机外其他用电元件的功率统计，例如（开关电源、传感器、灯带等）

计算Pack容量需求

以52V32Ah为例计算
1、电池以52V电压可以输出32Ah的总电流，如果输出电压不为52V，则按P=U*I计算实际输出电流
2、充电机无论手充还是自动充电，电压应该为52V
3、一般情况下，客户需求为2小时充满电，所以理论上充电机总体电流至少为16Ah
4、机器人本体充电口及充电机的充电口（充电针、充电线），这些基数均为16Ah

电流积分？

SOC计算方法?

高低压

为什么美国交流电压规定为110V，在

DC/DC 转换效率 为什么会低？
压差越大，转换效率越低，比如24—5V是肯定比12V—5V的转换效率低

选择超过安全电压36V，则需要在所有外露的地方不能有电压，所以在没有充电的时候，充电口需要加断路器把通路断开

PACK内部讲解

充电方式：如何卡扣住，保证充电接触设计的可靠性；

电芯：电池包的电芯常描述 18650 18是直径 650是长度

镍片：可以理解为导电片，通过点焊的方式将电芯串联或并联，点焊方式可以降低导电的接触电阻，接触电阻越小，导电能力越好
电芯一致性要求特别高，一致性不好会导致电池在充电的时候得到的能量不一样，根据木桶效应，
支架：黑色塑料件（耐火、耐高温），将整体模组进行固定

电芯模组对制造工艺的一致性要求极高，
什么是一致性？

BMS系统

一组电芯大概为3.7V，机器人的电池模组一般为13串，即输出电压48.1=3.7*13
电压采样：需要采样每一串电芯的实时电压

电芯原理

倍率：一般以C为单位，充电倍率如果为1C，代表1个小时能够将电池充满
放电曲线线性 有利于SOC计算修正

放电曲线平坦 是优点也是缺点？
活性太强导致安全性差，容易引起火灾

磷酸铁锂电池后期为大方向，宁德时代、比亚迪、特斯拉开始转向磷酸铁锂电池

电芯电压概念
充电截至电压 4.2V 最大电压
平台电压 3.7V 可以理解为额定电压，放电过程中中间点电压
放电截至电压 3.2V 正常工作最低电压，当持续放电至该电压后，再继续放电则导致电压持续降低，而降低会引起电芯活性发生变化（碳膜及电解液），该变化会引起电芯功能衰减且该过程不可逆。
一直持续往外放电则会对电芯内部（碳膜及电解液）发生化学性的变化，导致它们融在一起，该过程会导致原来的特性不可逆
通常情况下，电池BMS检测到任一一块电芯电压降至3.2V时，则会控制电池停止放电，利用该措施来保护电池活性
损坏电压 2.2V 实际最低电压，当降低到该电压，会出现充不了电的问题 ，已经达到报废标准
危险电压 当充电的时候，超过4.2V依然可以继续充电，超过该危险电压 有哪些危险？
电芯串联 提升电压 并联提升容量

当前容量越大，电压越高 容量越低，电压越低
可以理解为一个线性曲线，例如铭牌为52V32Ah电池，当充满电时，输出电压大概57V
当放电到最小时，输出电压大概为47V 中间平台电压为52V 47~57中间波动

供电系统—充电

同口充电
同口充电电池内部BMS相对简单，但是外部电子电气需要增加相关断路器来控制
异口充电
当前主流方式，边充边放电是设备必有的工况

过流：