介绍磷酸锂铁电池组均衡充电研究现状

磷酸铁锂离子电池平衡充电的研究现状

单锂离子电池之间的容量差异是造成单电池充放电过度的根本原因。解决办法之一是给电池组均匀充电。目前，对平衡充电的研究重要集中在两个方面:一是平衡充电电路拓扑结构的设计，二是平衡控制策略的研究。目前的研究重点是平衡充电电路的拓扑设计，重要包括电阻放电平衡法[5.19.20]、开关电容法2122]、开关电感法232]、双向dc-dc变换器法p7-29]、多绕组变压器法0-31]、分布式平衡法[B2.3]。同时，各大半导体公司还推出了平衡控制集成芯片及配套解决方法，如Atmel公司推出的ATA6870、ATA6871锂离子电池并联电阻并联放电平衡方法、TI公司2010年推出的BQ78PL1114、BQ76PL102开关电感法平衡方法等。

电池组充电均匀

文献[6,30,34-35]综合分析了各种方法的优缺点，发现如下问题:1)平衡时间是一个常见而严重的问题，大部分持续数小时;2)大多数现有的均衡技术基于电池电压平衡,由于单体电池容量差异的存在会使每个单体电池充电和放电电压的外部特点,尤其是在后期单体电池单体电池电压上升更快,利用电池电压,电池一致性准则之外的平衡判据不稳定的问题。同时，研究表明，该方法对平衡前后电池的有效容量的新增没有明显的效果。3)实用性差，电路设计不能考虑电动汽车的运行工况，不能随着电池的新增而扩展电池的串联和模块化。

综上所述，有关动力锂电池均衡充电的研究还存在很多问题。平衡时间的缩短、电池组一致性评价标准、平衡充电控制策略等方面的研究有待进一步深化和完善。

锂离子电池保护的研究现状

锂离子电池的安全性最终取决于锂离子电池材料的热稳定性。单电池的不一致性使得锂离子电池在并联或串联使用时的热稳定性尤为突出。由于锂离子电池的材料特性，它对过热更加敏感，因此研究锂离子电池的保护电路就显得尤为重要。

目前，在电池产品的设计和应用控制方面采取了一些措施。根据电池过度充电的阻力性能的分析,发现电池阴极材料抵抗越强过度充电性能相应的电池过度充电阻力性能将更强,因此,为了提高锂离子电池过度充电的阻力性能,一方面,电池在产品设计的过程中采用PTC(B8),排气/CID和其他安全设备,采用抗过充B9.40的正极材料，采用热封膜，采用具有PTC效应的[4]电极，采用电压敏感膜

[42]或过充添加剂[434]。一方面，为了防止锂离子电池的过度充放电，保证电池使用的安全性，在实际应用中，单个电池和电池组都装有保护电路，并采用专门的充电管理系统。各大半导体公司也相继推出了锂离子电池保护集成管理芯片，如TI公司的bq77910、凹凸技术的OZ890等。这种方法直接有效，但并非万无一失。特别是关于使用高压电动汽车，如比亚迪即将推出的秦牌第二代双模电动汽车，其电压水平已高达500V，电池数量有多少数百个，而且任何单个电池管理失控都可能带来严重的安全问题。

此外，单个电池管理电路的能耗也逐渐成为电池保护中要考虑的问题。针对单电池管理电路的能耗问题，在单电池管理电路中进行了低功耗设计，实现了对单片机的电压、温度等参数的检测。