钜大LARGE | 点击量:1383次 | 2021年06月08日
有关锂离子电池组均衡充电方法解析,你了解什么?
在科学技术高度发达的今天,各种各样的高科技出现在我们的生活中,为我们的生活带来便利,那么你了解这些高科技可能会含有的充电均衡吗?
锂离子电池是最近才进入市场的,但由于其性能有极大提高,因此其市场份额上升非常迅速。锂离子电池的储能容量非常惊人,但即便如此,单个电池单元的容量不论从电压还是从电流方面仍都太低,不能满足一个混合动力发动机的要。并联多个电池单元可以增大电池所供应的电流,串联多个电池单元则可以增大电池供应的电压。
电荷均衡(缩写为相等电荷)是平衡电池特性的电荷。它是指在使用电池期间由于电池的个体差异和温度差异而导致的电池端子电压的不平衡。为了防止这种不平衡趋势的恶化,必须新增电池组的充电电压并激活电池并对其充电,以平衡锂离子电池组中每个电池的特性并延长电池寿命。。
假如电压超过允许范围,则锂离子电池容易损坏。假如电压超过上限和下限(以纳米磷酸盐锂离子电池为例,下限电压为2V,上限电压为3.6V),则可能会损坏电池。结果至少是加快了电池的自放电速度。电池输出电压在很宽的充电状态(SOC)范围内稳定,并且电压偏离安全范围的风险很小。但是在安全范围的两端,充电曲线的起伏比较陡。因此,作为预防措施,必须严密监控电压。
常用的均衡充电技术包括恒定并联电阻均衡充电,开-关并联电阻均衡充电,平均电池电压均衡充电,开关电容器均衡充电,降压转换器均衡充电,电感均衡充电等。离子电池要串联充电,每个电池应平衡充电,否则在使用过程中会影响整组电池的性能和寿命。现有的单节锂离子电池保护芯片不具有均衡充电控制功能,要将多节锂离子电池保护芯片均衡充电控制功能连接到CpU。通过与保护芯片的串行通讯来实现,并扩大了保护电路。设计的复杂性和难度降低了系统的效率和可靠性,并新增了功耗。
充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
传统的无源方法:在一般的电池管理系统中,每个电池单元都通过开关连接到负载电阻。该无源电路可以使选定的单个单元放电。但是,该方法仅适用于抑制充电模式下最坚固的电池单元的电压上升。为了限制功率消耗,这种类型的电路通常仅允许以约100mA的小电流放电,导致电荷平衡可能要长达几个小时。
在锂离子电池组生产完成存放时间比较长的情况下,由于保护板各路静态功耗的不同和各个电芯的自放电率不同,形成整组电池各串电池的电压不一致。均衡对锂离子电池组有均衡电压的功能,从而能达到电池组容量的满充、满放的功效,使电池组发挥最大的功效。
主动平衡方法:相关材料中有许多种主动平衡方法,所有这些都要一个用于能量传递的存储元件。假如将电容器用作存储元件,则将电容器连接到所有电池单元要庞大的开关阵列。一种更加有效的方法是将能量存储在磁场中。该电路中的关键组件是变压器。该电路原型是由英飞凌的开发团队和VOGTElectronicComponentsGmbH共同开发的。
并联均衡电路被添加到锂离子电池组的每个单电池中,以达到分流的目的。在这种模式下,当电池首先充满电时,均衡设备可以防止其过度充电并将多余的能量转换为热量,并继续为电量不足的电池充电。这种方法很简单,但是会造成能量损失,不适用于快速充电系统。
在充电之前,每个电池通过相同的负载一次放电到相同的水平,然后进行恒流充电以确保电池之间的平衡状态更加准确。然而,关于电池组,由于个体之间的物理差异,因此在每个电池单元深度放电后难以实现完全一致的理想效果。即使在放电后达到相同的效果,在充电过程中也会出现新的不平衡现象。
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