[讨论] 两节6S电池串联时单节电池两端最高电压是多少？

neosunrise

最近发了几篇关于两节6S电池串联实现12S供电的帖子，着重和大家交换关于ESC、BEC连线的想法：《关于12S中BEC的接法、插头的选择以及防打火问题》，《BEC至接收之间用双绞线连接有问题么？》。本人一直是完美主义者，在选择配件的时候不仅要考虑性能和可靠性，同时也会考虑设备装到机身上的时候对于外观的影响。所以WR Hercules的这个小mini BEC一直都是我比较喜欢也很有购买意向的，主要特点是：

• 1. 体积小
• 2. 持续10A，峰值20A，应对绝大多数的情况完全够用。在我前一篇帖子当中，有朋友提到使用低压舵机电流峰值达到了18A，他认为如果是高压舵机的话电流会更大。我的理解是，当功率一定的情况下，电压越高电流越低。这样来讲，是不是高压的舵机所需的电流越小呢？应该也不是，因为功率是不一样的，高压舵机速度快扭矩大，这些都是需要付出代价的，所以也只能通过具体的测试来确定舵机的功耗。这篇文章对我打算购买的BK-7001HV舵机做了测试《BK Servo DS-7001HV》，文中提到在给三颗高压舵机施加压力的情况下，总共的最大电流是7.2A，多次测试的平均电流为6.84A；而在完全没有负载的情况下快速拨摇杆测试舵机的电流为0.87A。我手头没有工具也没有舵机，因为没办法测试，但即便是最大电流7.2A，平均下来一颗是2.4A，即便尾舵（BK-7005HV）也消耗同样的电流，那么总电流是9.6A，而这只是峰值电流，持续的时间应该是不长的，这也远远低于大多数支持20A峰值电流BEC的极限。从理论上来说，应该不会出现什么问题。
• 3. Boost模式可以在电池电压不足的时候依然能够提供持续4A的供电能力，并保持设置的输出电压。
  

这小东西真的很袖珍


这个BEC的主要问题在与其最高仅支持8S输入，相对于其他系列的14S-18S输入来说有点小。当然我的打算是将其接入一节6S电池的两端，这么做的好处（我自己的观点，如有不对的地方还行指正）：

• 1. 在通电的时候，可以先接上一节电池给BEC通电，这样整机接收、陀螺仪以及舵机全部通电。此后再接上第二节电池给电调通电，这样也是出于安全考虑。
• 2. 6S电压输入BEC，压降相对12S要小。当然现在绝大多数BEC都是开关降压，所以输入电压可能并不太重要。相比之下线性降压的BEC对于高压输入则会产生较大的热量，对于电子元件的稳定性有一定的影响。
  

因而使用6S作为BEC的输入应该是没有什么问题的，如果硬要说问题，那么就是潜在的两节电池放电不平衡。不过有网友指出，一次飞行下来，两节电池消耗的电能差别大约不到100mah，可以很轻松的在接下来的平衡保存过程中消除。如果真的觉得不舒服，也可以两节电池交替接BEC。总之这对我（以及很多朋友）来说都不足以让人担忧。

BEC和ESC接线图


现在唯一的问题是这个BEC的输入电压问题——最高8S，虽然我只是接入到6S上，不会出现超出范围的情况，但Western Robotics官网关于这款BEC的说明书（http://www.western-robotics.com/media/HBECM_MANUAL_PRINT.pdf）提到了所谓的“Back Electro-Magnetic Interference（EMI）”，中文不知道是否可以译为反向电磁干扰？以下是关于这个问题的原文：
Q: Can I install the BEC in a multi-cell pack system such as a 12s battery pack?
问：我能将这个BEC装在多节电池的系统（比如12S）中么？
A: It is not recommended to install any BEC to a multi-cell battery pack that has a voltage rating higher than the BEC’s maximum voltage input. Due to the different battery chemistries in the market, with the introduction of back electro-magnetic interference (EMI) cause from the main ESC motor, this can cause any cell within the multi-cell pack to reach to the full voltage rating of the entire battery pack. For example, in a 12s battery pack (50.4V Peak) of 2 x 6s (25.2V peak) cells tied in series, once EMI is introduce to the battery, it is possible for either of the 6s cell to reach the full 12s voltage rating (50.4V). Therefore, if you attached a BEC (rated only for 6s or 8s) only on one of the 6s cells and not across the entire 12s pack, this still can cause permanent damage to the BEC because of the potential of 12s pack voltage. It is recommended only to use a BEC that is rated enough to handle the entire multi-cell battery pack regardless of configuration.
答：我们不推荐将任何BEC安装到一个总电压超过该BEC最大容许值的多电池系统中。由于市面所售的电池所采用的化学材料的差异，通过主电调及电机所产生的反向电磁干扰会导致多电池系统中的单颗电芯两端电压达到整个电池系统的总电压。例如，在一个由两颗6S（峰值电压25.2V）电池所组成的12S系统中（峰值电压50.4V），一旦这种EFI（电磁干扰）到达电池，两节6S中的任意一节有可能会具有全部12S的电压（50.4V）。因此，即便你将一个标称值为6S或者8S的BEC仅仅接到一颗6S电池而不是整个12S电池上，这么做也可能会对BEC造成永久性的损伤（12S超过了8S的极限）。我们推荐无论在任何情况下，一定要使用最高输入电压大于整个配置的总电压的BEC。

我并不清楚这所谓的反向电磁干扰到底是否会发生，也不知道这东西到底发生过没有。经过仔细思考，并结合网上搜索的相关资料以及网友“Himalaya”在我之前那篇帖子中的讨论（http://bbs.5imx.com/forum.php?mo ... 5980&fromuid=171041），我有几点疑惑：

• 1. 电机究竟能否穿越电调参与到这场大战当中？而且由于大齿盘单项轴承的存在，电机本身是不会反向旋转的，何来所谓的“反向电磁干扰”？
• 2. 电调是否会出现输入端短路的情况？如果这样的话，等于是把整个12S电池系统短路，结果就不是BEC报废这么简单了。
• 3. 这种所谓6S电池两端电压达到12S峰值电压的情况究竟是由什么原因产生的？我猜测一个重要因素是电池的内阻，只有在接BEC的这节电池内阻非常高的时候（也就是电池基本报废的情况下），同时ESC短路，这才有可能让全部12S的电压加在这节电池上。
  

下面是我画的假想图，假设ESC短路，那么这就相当于电池被短接（虽然碰上这种事情的几率比中彩票还小，但是既然人家西部机器人都说了有这种情况，那咱就来分析下吧）


其中B1和B2为两节6S电池，R1和R2是电池的内阻。整个电路在ESC短路的情况下，电流应该是多少呢？不是简单的 I = 12S / (R1 + R2) 吧？毕竟还有个BEC在其中。即使我们假设电流是这么大，那么加在R1两端的电压就是 12S x R1 / (R1 + R2)，但是注意它的极性。在最坏的情况下，R1趋向于无穷大，其两端的电压是12S的峰值，但BEC并不是简单地接在R1两端，而是接在电池B1上，我好奇的是，此时BEC两端的电压又是多少呢？很多年没有接触这些计算了，希望感兴趣的朋友可以积极热情地讨论，给我指点指点。

Himalaya

其实你可以再自虐一点：ESC短路，然后B1不堪其辱自绝于人民，也短路，那么B2这个小强就会反向加电到BEC上，然后你期待已久的事故终于可以发生了。。。

梦幻RC

表示接BEC的那块电池压力好大，就不能弄快小电池给BEC供电吗？

bbance

ESC承受不了12S的电压吧

wslqf

帮不了你了兄弟
我觉得你的强迫症比我还严重哈哈，这种接线的方式其实一点都不简单

鱼之乐2009

太累了，加个单独供电电池多简单，这么累，没必要

027163

老司机都是2S直驱。
膜拜楼主的学历

dzdc08

我的都是独立供电，陈经想过12s加降压器给BEC供电，想想多只香炉多只鬼！最后还是不搞了！

dzdc08

我的都是独立供电，陈经想过12s加降压器给BEC供电，想想多只香炉多只鬼！最后还是不搞了！

sjzzhsx

路过，帮顶

neosunrise

Himalaya 发表于 2016-10-9 22:48
其实你可以再自虐一点：ESC短路，然后B1不堪其辱自绝于人民，也短路，那么B2这个小强就会反向加电到BEC上， ...

哈哈，你说的这种极端情况的确是很极端，不过即便那样，B2也超不过6S啊，搞不明白WR的人说的是如何发生的。。

neosunrise

梦幻RC 发表于 2016-10-9 22:57
表示接BEC的那块电池压力好大，就不能弄快小电池给BEC供电吗？

那样问题越高越复杂了，还不如2S直接供电了。

neosunrise

bbance 发表于 2016-10-9 23:00
ESC承受不了12S的电压吧

电调最高支持12S输入的。

neosunrise

wslqf 发表于 2016-10-9 23:45
帮不了你了兄弟
我觉得你的强迫症比我还严重哈哈，这种接线的方式其实一点都不简单

我强迫症晚期，没治了。。你电调决定了么？其实我这个也就是多了个BEC，设置好之后不用管它的。以后直接插四个插头就行了，也不算很麻烦吧。

Himalaya

neosunrise 发表于 2016-10-10 13:51
哈哈，你说的这种极端情况的确是很极端，不过即便那样，B2也超不过6S啊，搞不明白WR的人说的是如何发生的 ...

关键是正负极反接啊。

Himalaya

给强迫症晚期患者来点信心。6Sx4跑一次，一次只能跑5min.，跑一次用掉将近半度电。直接12S BEC。N年了，p事木有。

heianshi10

学习一下

Himalaya

其实看LZ的贴还是挺享受的，段落清晰，逻辑连贯，条条目目陈列有序，可读性很好。可是就这个不复杂的话题LZ已经连续发了好几个贴了，可见内心何等纠结。
就6S串联12S用法，俺来简单说说自己的看法，聊以参考。

Q（1）关于“多只香炉多只鬼，老司机都上独立2S接收电。”
A（1）多个电池多个鬼。电池才是最大的鬼。
*）充了动力电，还得充接收电，繁琐啊。
*）额外的、无谓的、毫无意义的重量负担。
*）放着现成的、近在咫尺的、数百Wh的能量源不用，额外再多背上一块几十Wh的小电池，这事闹哪样？
*）接收电忘记充电...... 不少见哦。后果之悲壮，不多描述了，请自行脑补那现场，吃瓜群众喜闻乐见的画面。。。
*）起飞到降落，电池电压一直在持续下跌，一直跌，一直跌，舵机的力量和速度也跟着一直变，一直变...... 完美强迫症患者怎么能受得了这个！
      再看BEC：铁一般的全程稳压。
*）论可靠性，BEC远高于电池。
*）论寿命，电池从出厂上货架开始就在性能退化，无可避免，无一例外。而BEC正常使用下几乎寿比天齐。俺没见过任何RC电池比正规BEC还更长寿的。

So，结论：“接收电”是油机时代的遗毒，时代变迁，是时候撒手人寰了，见鬼去吧。

Q（2）“6S比12S压降低，所以更安全。”
A（2）给个理由先。
线性BEC就不提了，10A*(50.4-8.4)V=420W的发热根本不现实。所以现实中全部都是开关式DC-DC，而 Switching Mode DC-DC随着输入电压升高，输入电流减小，转换效率是升高的，即发热更低。俺看不出来为什么反而不安全。
结论：想想为什么3S改6S、6S改12Ｓ蔚然成风，同样的原理也适用于BEC。

Q（3）“先上电接收舵机陀螺等设备，再上电ESC，安全”
A（3）想不通啊。
*）无论接收机是什么状态，ESC上电绝不会立即启动，这是包括十几块一个的小飘飘机ESC在内的任何ESC最最最最最起码的要求，无一例外。
*）所以，一次上电，然后人撤离至数米开外，这才是最安全的。在一堆电子设备全部就绪后再跑去那两把巨大的“Blade”下面去二次通电，我是搞不懂为什么会更安全。
*）有一点是肯定的，在室内调试阶段，比如调螺距什么的，动力电不接确实更安全。虽然这完全可以通过不装大桨、拔出一根电机线等而轻易等效。
*）每次上电先碎碎念，死死牢记先插谁再插谁，这个逼格。。。
*）都是AS150，很容易上电顺序反了，概率不低啊，毕竟大活人嘛。
*）外场完全可以一个动作搞定的为什么要分两步呢？轻松惬意一点何乐不为。

dakar_04

貌似很有道理，各有利弊吧，，有人因为接收电甩掉了而炸鸡，也有人因为加了接收电而救机成功

哩巛

两块电池分别接一个BEC，两个BEC同时给舵机和陀螺仪供电，这样是不是更安全，而且还能防止其中一个BEC突然坏掉，两个电池也不会有电压不一致的情况，并且峰值电流也会成为之前的两倍。我也只是突发奇想，欠缺进一步考虑，资深强迫症患者，不喜欢额外的接收电池，但是也得保证安全稳定性。