锂离子电池组充电特性以及均衡充电方法介绍

锂离子电池组充电特性

在动力锂电池组中由于各单体电池之间存在不一致性。持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。造成这种不平衡的重要原因有：

●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。

锂离子电池组均衡充电方法

为了减小不平衡性对锂离子电池组的影响，在充电过程中，要使用均衡电路。

目前关于锂离子电池组进行均衡管理的方法重要有2种，能耗型和回馈型。能耗型是指给各个单体电池供应并联支路，将电压过高的单体电池通过分流转移电能达到均衡目的。回馈型是指通过能量转换器将单体之间的偏差能量馈送回电池组或电池组中的某些单体。

理论上，当忽略转换效率时，回馈不消耗能量，可实现动态均衡。但由于回馈型设计控制方法复杂，制造成本较高，本充电器采用能耗型设计。

由于直流内阻、极化电压、最大可用容量为电池的特定参数，在一次或持续的几次充放电过程中基本不发生变化，所以锂离子电池组的均衡重要通过调整各单体电池的SOC来实现。经研究，以SOC作为均衡的参考对象，均衡对象相对固定，充分利用均衡时间，提高均衡利用率来降低均衡电流容量。

以电池的SOC为控制对象，通过对单体电池充放电的方式来缩小电池之间SOC的差别。首先要确定均衡目标，通常为了提高均衡的效率以及充分发挥充放电均衡的优势，将该目标设定为锂离子电池组的平均荷电状态值(SOC)。并同样设置均衡控制带(dSOC)来防止均衡的波动，关于SOC偏高的单体进行放电均衡，反之则进行充电均衡。

常用的锂离子电池组均衡充电技术包括恒定分流电阻均衡充电、通断分流电阻均衡充电、平均电池电压均衡充电、开关电容均衡充电、降压型变换器均衡充电、电感均衡充电等。成组的锂离子电池串联充电时，应保证每节电池均衡充电，否则使用过程中会影响整组电池的性能和寿命。