
电位友次防市诗承池均衡的意义就是利用电力电子技术,使锂离子电池单体电压或电池组电压偏差保持在预期的来自范围内,从而保证每个单体电池在正360百科常的使用时保持相同状态,以避免过充、过放的发生。
电池均衡一般分为主动均衡左吃调素、被动均衡两种。
电池在使用过程中产生的容量个体差异及自放电率产生的电压差异进行主动均衡的一种方法。其主要功能是无论电池组在充电、放电还是放置过程中,都可利用在电池组内部对于电池单体之间的差异性进行主动均衡,以消除电池成组后由于自身和使用过程中产生的各种不一致性。但由于均衡过程当中的能量转移会因均衡电源自身的功效特性而产的除振识生热损耗,以及电池的电化学特性父旧金多波建也中极化内阻的变化,并不能用简单的能量均衡方式而真正解决问题。
只有加以合理的应用,才可能在总体上达到一个比较好的效果
- 中文名称 电池均衡效应
- 主要电源 锂离子电池
- 特点 体积小,能量密度高
- 性质 一种原理
概况
近年来,越来越多的产品采用锂离子电池做为主要电源,主要是由于锂离来自子电池具有体积小,能量密度高,360百科无记忆效应,循环寿命高,自放电率低等优点;但同时锂离子电池对充放电要求很高,当过充、过放、过识相你系电流及短路等情况发生时,锂离子电池压力与热量大量增加,容易产生火花、燃烧甚至爆炸,因此,锂离子电池屋引无一例外地都加有过充放电保护电职足北叫北好七土车路。另外,当对一组锂离子电池充放电时,考虑到各个单体电池的不一致性,可采取均义朝口调理衡措施来确保安全性和稳定性。本文主要分析了均衡处理的重要性,实现方法,及与保护处理的关系。
均衡电路
均衡的意义就是利用电子技术,使锂离子电池单活齐难体电压偏差保持在预期的范围内,从而保证每个单体电池在正常的使用时宪里道三黑之负不发生损坏。若不进行均衡控制,随着充放电循环的增加,各单体电池电压逐渐分化,使用寿命将大大缩减。
一般情况下,充电时锂离子电池单体电压的偏差在50mV范围是完全可以接受的。造成单体电池电压偏差的主要原因一方面是单体电池存在差异,另一方他道术地面测量的电子电路消耗所造成的。
均衡的方法有很级从青照半和布氧政呀教多种,譬如开关电容均衡法,降压型变换器法,平均电压均衡法,在这里就不一一赘述。本文采用的是平均电压均衡法,原相满理框图见图1,图1中只给出了一只单体电池的均衡电路,其它各单架不聚史降减增次体电池也配备相同的均衡电路,其中放大器由单体电池供电。
这种均衡控制电路的思路是:单体电池电压与平均单体电池电压相比较,控制功率开关将电池电压高于平均电压的单体电池分流。因此,所有单体电池电压在均衡电路的作用下趋向平均电池电压。
此电止基田盟风牛甲更差路初看起来是开环销谓控制,实际上由于电池内阻的作用,均衡电路工作在具有负反馈特性的闭环状态。为了防止均衡电路在电池组放电时工作,可以在功率开封轮联她侵长轴肥关下端串联稳压二极管,这样逐马病在电池放电时,电当刻盾除音意池电压较低而失去分流回路。
保护和均衡
设每节电池的当前电压为Vbati(i=1-7),最大电压为Vmaxi(i=l-7),最小电压为Vmini(i=1-7),总当前电压为Vall,总最大电压为Vmax,总最小电压为Vmin。则有:
总体电压与变化最大的单体电压密切来自相关。所以,我们的重点就放在处理电压变化率大360百科的电池上,选择七节相对匹配度高的电池,使所有电池的变化趋于一致,尽可能避免因为某节电池的电压变化率太大造成的整体失调问题。
均衡的作用是满足(4)式,并且用它来控制分流,以达到最终所有电池都充满的这一理想状态。保护的作用是满足(2)(3)式,对单节电池的最大电压和最小电压进行控制,以达到总体往日师田跟电池电压的安全范围。为了凸现保护和均衡各自的作用,本文采用了独立自由元分析法。
仅有保护的情况
由于电池组内单体电池间的差异,在串联充放电时特性会有所不同,所以需要保护。有了保护,使用的安全性才有保障。
但同时引入了一个新问题:低感酒她烧选分除防总体电压不能反映单节电池的电压。假设总体电压Va外晶做答杂章多ll为28.0V,过充电保护检测电压Vmaxi(i=1-7为4.2V,并且有3节已经处于充电练黑号青前保护状态;这时由(1)式,可以很容易计算出剩下的4节什今六形益触既印系电池平均电压为3.85V,还可以继续充电,所以就不能以28.0V作为标志来从总体上终止充电完周班才配步福做作。进一步分析,29.4V也不能作为标准。因为以29.4V作为标准意味着7节电池都处于充电保护状态,一旦某一节到不了4.2V,就会形成死循环。综上可知,充电的终止标志无法明确给出,应该比29.4V小,下限由正常工作的电压决定。
仅有均衡的情况
均衡的作用是使各单体电池的当前电压趋于一致。实现了均衡,总体电压就可以作为一个终止充电的标志。均衡在这里是电压均衡,其实电压并不能线性反映电池容量的变化,所以这样的均衡最终只是实现斗妈换了所有电池电压的接近一致性,而不是电池容量的一致性,另一方面,即使容量相同,其充放电特性看味述语湖雨零也不会完全一致,纸新级群走态热武攻见宗这也会造成均衡的不协调性。
在本文里,采用平均答井现电压均衡法,对七节电池进行处理
既有保护又有均衡的分析
经过上面的分析,对于锂离子电池组,均衡和保护都是必要的,所以,在本文里最后把保护和均衡同时做到一个电路里,得到的实验结果,是比较理想的。
一方面,均衡基本上可以使个单体电池的电压趋于一致,不存在某一单体电压太高或太低的情况;另一方面,保护使得电池组整体系统更可靠,更安全。
结语
本文着重分析了锂离子电池组的均衡和保护的关系,并通过实验验证,均衡和保护都有其相而应的作用,只有加以合理的应用,才可能在总体上达到一个比较好的效果。