锂电池组均衡充电管理电源设计

为了解决动力锂电池组使用中的一致性问题，本文提出了一种均衡充电管理电路的实现方案。首先分析了单体锂电池的特性；然后在比较各种均衡充电理论的基础上，选择部分分流法作为设计思路，进行具体电路设计。多次锂电池组充放电实验表明，该均衡充电管理电路能有效改善电池组充电的一致性，提高电池组工作性能，延长使用寿命。

随着国际原油价格飞涨，各种新型能源的研究成为公众关注的焦点。电能作为动力能源已经在各种车辆上得到广泛应用。锂电池以具有较高的能量质量比和能量体积比，无记忆效应，可重复充电次数多，使用寿命较长等优点成为动力电能的首选。

作为一种新型动力技术，锂电池在使用中必须串联才能达到使用电压的需求，单体性能的参差不齐并不全缘于电池生产技术问题，即使每只电池出厂时电压，内阻完全一致，使用一段时间以后，也会产生差异，这使得解决动力电池充电技术问题成为迫切需要解决的技术问题。本设计在充分考虑工业成本控制和稳定性要求的基础上，采用能耗型部分分流法对动力锂电池充电进行均衡管理，改善了电池组充电的不平衡性，提高了工作性能。

锂电池组充电方案选择

1、单节锂电池充电要求

对单节锂离子电池的充电要求(GB/T18287-2000)首先是恒流充电，即电流一定，而电池电压随着充电过程逐步升高，当电池端电压达到4.2V(4.1V)，改恒流充电为恒压充电，即电压一定，电流根据电芯的饱和程度，随着充电过程的继续逐步减小，当减小到10mA时，认为充电终止，充电曲线如图1所示。

2、锂电池组充电特性

在动力电池组中由于各单体电池之间存在不一致性。连续的充放电循环导致的差异，将使某些单体电池的容量加速衰减，串联电池组的容量是由单体电池的最小容量决定的，因此这些差异将使电池组的使用寿命缩短。造成这种不平衡的主要原因有：

●电池制作过程中，由于工艺等原因，同批次电池的容量、内阻等存在差异；

●电池自放电率的不同，经长时间积累，造成电池容量的差异；

●电池使用过程中，使用环境如温度、电路板的差异，导致电池容量的不平衡。