鋰電動力電池組的均衡管理

1、鋰電動力電池組的均衡管理電池組(PACK)有別于單體電池，在目前的鋰電池制造水平下，單體之間的性能差異在其整個生命周期里不可避免會存在，組合成多節(jié)串聯(lián)PACK后如不采取技術(shù)措施,單體電池在充放電過程中的不一致會導(dǎo)致單體電池由于過充、過放而提前失效,要想避免單體電池由于過充、過放導(dǎo)致提前失效，使PACK的性能指標(biāo)達(dá)到或者接近單體電池的水平，必須對電池組中單體電池進(jìn)行均衡控制.電池組均衡的使命是:將多節(jié)串聯(lián)后的PACK內(nèi)部各電池單體充放電性能惡化減到最小或使其消失.避免PACK內(nèi)部各電池單體放電時產(chǎn)生性能惡化，采用簡單的控制電路就可做到，但充電時避免PACK內(nèi)部各電池單體產(chǎn)生性能惡化,卻有較大難度

2、,這使充電均衡成為PACK均衡的一個主要問題.多節(jié)動力電池組的均衡控制有兩種:分為單獨(dú)充電均衡和充放電聯(lián)合均衡,一個容量及放電功率平衡設(shè)計(jì)良好的系統(tǒng)中,只要充電均衡控制到位,最差單體電池的性能達(dá)到出廠指標(biāo)。事實(shí)上無需放電均衡，此時的充電均衡控制到位指:每次充電均衡控制,都可使最差單體電池的電壓回復(fù)到充滿就可,這一均衡方式下的PACK各項(xiàng)性能由最差單體電池的性能決定,最差單體電池的性能如果達(dá)到出廠指標(biāo),PACK各項(xiàng)性能就能達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。但是,如果充電均衡控制不能到位,充放電聯(lián)合均衡就變得非常重要,在這一情況下,總均衡量是充放電均衡量相加和,但這種方式對電池非常不利,因?yàn)?充電時,仍有可能出現(xiàn)過充

3、。放電均衡的使命是：使PACK放電時，其放出能量為所有電池能量的平均和。放電均衡決不能解決單體鋰電組合成電池包后性能惡化的主要問題過充產(chǎn)生的壽命下降和安全問題。對于電池組均衡:目前在業(yè)界存在如下三種均衡方式：1、單充電均衡。2、充電均衡加放電均衡。3、動態(tài)均衡。事實(shí)上，動態(tài)均衡即是在鋰電的使用和閑置全程中進(jìn)行的充放電均衡。它可以通過延長均衡的時間來掩蓋充放電均衡量不夠所產(chǎn)生的問題。在動態(tài)均衡下，因?yàn)殡姵孛繒r每刻都在細(xì)微均衡，故在充電和放電時所需要的均衡量大幅下降。但是如果PACK使用頻度很高衡量不夠所產(chǎn)生的問題就不可避免會發(fā)生,最終表現(xiàn)就是均衡失敗.不管充電均衡，還是放電均衡，還是動態(tài)均衡，均

4、衡效率才是最重要的當(dāng)均衡效率足夠時，可以采用很大的均衡量，就可以實(shí)現(xiàn)一次均衡到位,而不產(chǎn)生后果.舉例來講，一個設(shè)計(jì)目標(biāo)為14串26AH的PACK,正常設(shè)計(jì)下，會采用26AH功率鋰電14顆串組成1個PACK。假定設(shè)計(jì)循環(huán)壽命為500次，則所選擇的26AH單體電池循環(huán)壽命一定會選擇在500次或更多。如果每次充電，充電均衡電路能夠在合適的充電電流下確保每節(jié)電池都充到4.2伏的標(biāo)稱值。放電時，能夠確保每節(jié)電池都不放到放電截止電壓以下（大部分在2.75V3.0V間），則充電均衡電路就可充分保障所串組成的PACK循環(huán)壽命大于500次，放電容量不低于26AH。此例可輕易看出，在3種均衡系統(tǒng)中，充電均衡系統(tǒng)只要工作到位，均衡使命已經(jīng)完成。如果此時加入放電均衡，則可使PACK放出容量略大于26AH，故放電均衡只能錦上添花。但如果充電均衡、放電均衡或動態(tài)均衡電路效率較低，就無法提供短時間內(nèi)足夠的均衡量，低效電路都必須通過延長均衡時間來將所消耗的能量轉(zhuǎn)化成熱量慢慢發(fā)散，以保證PACK內(nèi)部不會過熱。如果硬加大均衡量，則PACK短期內(nèi)會發(fā)出高熱，導(dǎo)致安全及其它問題。故可以認(rèn)為動態(tài)均衡是充電均衡、放電均衡電路效率較低時可以考慮的選擇。高效率的充放電均衡電路結(jié)合在一起，是最為理想的均衡方式。但其成本可能較高。在低成本運(yùn)用環(huán)境下，做精,做好充電均衡，是最具備實(shí)用性的方案。這一方式下所構(gòu)成