钜大LARGE | 点击量：2098次 | 2021年07月27日
锂离子电池均衡电路的工作原理解析
最简单的均衡电路就是负载消耗型均衡，也就是在每节电池上并联一个电阻，串联一个开关做控制。当某节电池电压过高时，打开开关，充电电流通过电阻分流，这样电压高的电池充电电流小，电压低的电池充电电流大，通过这种方式来实现电池电压的均衡。
但这种方式只能适用于小容量电池，有关大容量电池来说是不实际的。
第二种均衡办法我没有试验过，就是飞渡电容法。简单的说就是每一节电池并联一个电容，通过开关这个电容既可以并联到本身这节电池上，也可以并联到相邻的电池。
当某节电池电压过高，首先将电容与电池并联，电容电压与电池一致，然后将电容切换到相邻的电池，电容给电池放电。实现能量的转移。
由于电容并不消耗能量，所以可以实现能量的无损转移。但这种方式太繁琐了，今朝的动力锂离子电池动不动几十节串联，要是采用这种方式，要很多开关来控制。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
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%
第一次做均衡，是做的一款动力锂离子电池包的充电，电池容量80ah的两组并联，要求均衡电流为10a。原来了解的一点均衡的原理根本不够用，这么大电流都相当于一个一个的小模块了，最后还真的是采用n个小模块串联，每节电池并联一个小模块，倘若单体电池电压低于设定值，启动相应的并联模块，对低电压电池启动充电，补充能量提升电压，实现均衡。
主动均衡办法可以采用我前面提到的一个变压器多路输出的办法。
倘若你想利用下面的电路示意图，做一个多路输出的反激电源，利用各个模块的输出电压来对电池实现均衡，我估计你要很深的功力才可以，因为单单交织调整率这一项就很难。但是，利用这个电路，我们可以换一下思路，各路输出不要稳压，当然为了戒备开路损坏输出电容，我们可以做一个简单的原边反馈。然后在每路输出到电池之间串联一个电子开关，由于这种均衡是配合电池管理系统一起工作的，因此每路输出只要串联一个电子开关，由管理单元控制即可，哪路电压地我们就可以打开这个电子开关，有电源输出给该节电池充电，直到所有单体电池电压达到我们的期待值。
采用这种均衡办法，曾经做过1000AH，7串电池及300AH，80串电池的均衡，均衡完成后，所有单体电池电压可以达到5mV以内。
主动均衡也可以采用能量转移的办法。所谓能量转移，既可以是从整组电压取能量向低电压补充，也可以是从将电压过高的电池取能量向整组电压反馈。
我在一款通讯电源电源系统中用过第二种方式实现过电池均衡。电路原理图如下：
当时做的是16串锂离子电池的均衡，分成了两组，每组8只电池串联，这里只画了6只描述工作原理。
倘若电池b5电压过高，控制Q5以PWM模式工作，当Q5开通，电感L5储能；当Q5封闭，电感储存的能量就会通过D5给电池b1-b4充电，降低b5电池电压抬高其余电池电压，利用同样的原理可以分解其余电池包电压过高时候的工作过程。
在实验过程中，两组之间各自采用这种方式均衡。当两组之间出现偏差的时候，就可以采用双向DC-DC进行能量转换了，这样采用的模块数量较少，设计比较方便。
我当时没有采用双向DC-DC，而是简单的采用能量消耗性做两组之间电池的均衡。从最终的实验效果来看，电池均衡还是比较不错的。
在均衡过程中，倘若对每节电池供应一路充电模块感觉属于杀鸡用牛刀，能量消耗型有达不到技术要求，也就是要主动均衡，那么前面提到的变压器一拖多输出的办法，也许更适合你的要，采用适宜的变压器，做原边反馈限流的多路输出反激电源即可。
其实，随着动力锂离子电池的使用发展，不仅均衡，电池过充过放的保护，也就是我们常说的保护板的使用也会越来越广阔。我们了解原来的18650电芯，十几串的保护板用ic很常见，实现短路、过充保护、过放保护。但倘若是几十串的电芯呢，不了解有没有接触过这方面资料的网友，可以一起交流下。
这就是截止目前为止，我实验过的四种电池均衡的方式，均衡的电池从2AH到1000AH，串联的节数从7串到120串。
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