鋰離子電池管理系統(tǒng)的應(yīng)用

鋰離子電池管理系統(tǒng)的應(yīng)用

隨著能源和新能源規(guī)模的擴(kuò)大，智能能源網(wǎng)絡(luò)的能源存儲(chǔ)和傳輸也將成為能源系統(tǒng)優(yōu)化的趨勢(shì)。儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)電池性能的要求是大容量、長(zhǎng)壽命、快速響應(yīng)、可涓流充電,而鋰離子電池由于具有較高的能量密度比和功率密度比,良好的充放電效率和靈活的成組方式可滿足目前大規(guī)模儲(chǔ)能的要求,已經(jīng)成為大容量?jī)?chǔ)能研究的重點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外已經(jīng)開(kāi)始了大容量鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的研制和示范工程。由于鋰離子電池具有明顯的非線性、不一致性和時(shí)變特性,使其在長(zhǎng)期充放電過(guò)程中由于各單體電池間充電接受能力、自放電率和容量衰減速率等的影響,容易造成成組電池之間的離散性加大,性能衰減加劇,嚴(yán)重的情況甚至?xí)l(fā)生威脅安全的嚴(yán)重后果。如果不對(duì)鋰離子電池進(jìn)行有效的管理,電池組的性能將會(huì)迅速衰減,最終導(dǎo)致大規(guī)模電池組壽命沒(méi)有保證。因此,根據(jù)鋰離子電池特性,需要對(duì)鋰離子電池進(jìn)行有效管理,以保證電池的安全和可控運(yùn)行,這對(duì)于維護(hù)電池安全、保持電池性能、延長(zhǎng)電池壽命都具有重要的意義。目前國(guó)內(nèi)外電池管理系統(tǒng)主要集中在電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力電池上,對(duì)于儲(chǔ)能用鋰離子電池管理系統(tǒng)的研究還比較少,而且大都集中在某一個(gè)特性上,對(duì)于整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的電池管理研究幾乎還都處在探索階段。本研究是基于儲(chǔ)能示范工程而開(kāi)展的,對(duì)于整個(gè)行業(yè)具有很大的參考意義。該文主要介紹了儲(chǔ)能用鋰離子電池管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),同時(shí)詳述了管理系統(tǒng)中每個(gè)結(jié)構(gòu)的主要功能,然后論述了電池管理系統(tǒng)的主要功能,重點(diǎn)介紹了電池管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)檢測(cè)、電池狀態(tài)估計(jì)和電池均衡功能,并對(duì)電池估計(jì)狀態(tài)功能進(jìn)行了仿真計(jì)算,最后對(duì)儲(chǔ)能用鋰離子電池管理系統(tǒng)的研究方法進(jìn)行了總結(jié),并對(duì)電池管理系統(tǒng)的下一步研究方向提出了合理的建議。1電池管理系統(tǒng)及mbmi的結(jié)構(gòu)框圖不同于鋰離子電池的其他應(yīng)用場(chǎng)合,儲(chǔ)能用鋰離子電池所需數(shù)量巨大,通常是成千上萬(wàn)節(jié)單體電池,通過(guò)串并聯(lián)的形式組成電池系統(tǒng)來(lái)滿足多種功能,因此,對(duì)于儲(chǔ)能用鋰離子電池管理系統(tǒng)有別于其他場(chǎng)合。儲(chǔ)能系統(tǒng)的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。儲(chǔ)能用鋰離子電池的應(yīng)用場(chǎng)合不如電動(dòng)汽車(chē)惡劣,其工況也不是特別復(fù)雜,大都處于淺充淺放狀態(tài),但出于體積、安全和有利于維護(hù)的考慮,電池組一般也是分成幾個(gè)串并聯(lián)的模塊進(jìn)行安裝。將單體電池經(jīng)過(guò)串并聯(lián)組成一個(gè)電池箱,每個(gè)電池箱配有一個(gè)電池監(jiān)控單元(Cellsupervisioncircuit,CSC),幾個(gè)CSC組成一個(gè)子電池系統(tǒng)管理單元(Slavebatterymanagementunit,SBMU),根據(jù)儲(chǔ)能容量的需要,再由適當(dāng)數(shù)量的SBMU組成一個(gè)主電池系統(tǒng)管理單元(Masterbatterymanagementunit,MBMU),并配備就地監(jiān)控系統(tǒng)、高壓檢測(cè)和絕緣監(jiān)測(cè)模塊等其他所需的模塊,這些模塊共同構(gòu)成電池管理系統(tǒng)(Batterymanagementsystem,BMS)。BMS的結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。其中CSC對(duì)電池箱的電壓和溫度進(jìn)行檢測(cè),經(jīng)過(guò)處理后將其傳輸給SBMU,同時(shí)對(duì)電池箱內(nèi)的電池進(jìn)行均衡管理;CSC還要根據(jù)電池箱內(nèi)的溫度,當(dāng)電池溫度超過(guò)最優(yōu)工作溫度區(qū)間或電池溫差大時(shí),開(kāi)啟風(fēng)機(jī),對(duì)本箱電池進(jìn)行熱管理,直到電池工作溫度和溫差恢復(fù)到設(shè)計(jì)范圍。SBMU接收CSC傳來(lái)的數(shù)據(jù)信息,并檢測(cè)這些電池箱組成了的電池子系統(tǒng)的總電流、總電壓和絕緣度,根據(jù)采集的電池?cái)?shù)據(jù)估計(jì)電池組的荷電狀態(tài)(Stateofcharge,SOC)、健康狀況(Stateofhealth,SOH)等,對(duì)電池組充放電的進(jìn)行保護(hù);同時(shí)判斷電池組的故障狀態(tài),并實(shí)時(shí)上報(bào)給就地監(jiān)控系統(tǒng),完成與就地監(jiān)控系統(tǒng)的通信。圖3和圖4分別是CSC和SBMU的結(jié)構(gòu)框圖。根據(jù)儲(chǔ)能需要,若干個(gè)SBMU組成一個(gè)MBMU來(lái)對(duì)整個(gè)儲(chǔ)能電池系統(tǒng)的電池進(jìn)行管理,其中電壓和絕緣檢測(cè)模塊是對(duì)整個(gè)電池系統(tǒng)的總電壓、絕緣狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè),MBMU是對(duì)整個(gè)電池系統(tǒng)的電池狀態(tài)進(jìn)行匯總和處理,得到本系統(tǒng)的SOC、故障類(lèi)型及等級(jí)、最大允許充放電電流等狀態(tài),并直接面向雙向變流器和監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng),進(jìn)行通訊、管理和控制。為了提高系統(tǒng)可靠性和及時(shí)性,MBMU和雙向變流器之間除了CAN總線以外,還可增加了保護(hù)干接點(diǎn),在CAN總線保護(hù)失效的基礎(chǔ)上,可通過(guò)輸出干接點(diǎn)信號(hào)至雙向變流器,致使變流器停機(jī),實(shí)現(xiàn)變流器與電池之間的物理斷開(kāi)?？紤]到MBMU傳送到變流器的數(shù)據(jù)主要用于控制,實(shí)時(shí)性強(qiáng),因此傳輸?shù)臄?shù)據(jù)僅限于控制數(shù)據(jù),包括系統(tǒng)最高單體電池電壓、系統(tǒng)最低單體電池電壓、系統(tǒng)最高溫度、系統(tǒng)SOC、系統(tǒng)最大允許充電電流、系統(tǒng)最大允許放電電流、系統(tǒng)故障代碼等;而為了實(shí)現(xiàn)電池運(yùn)行過(guò)程狀態(tài)的全方位監(jiān)控和記錄,MBMU傳送到監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)的數(shù)據(jù)更為詳盡,包括所有單體電池電壓、溫度、各箱電池工作電流、各箱電池SOC、各箱電池最高單體電池電壓及位置、各箱電池最低單體電池電壓及位置、各箱電池最高溫度及位置、各箱電池最低溫度及位置、各箱電池故障代碼、各箱電池最大允許充放電電流、各箱電池工作模式(在線模式或者離線模式)等詳細(xì)數(shù)據(jù)。BMS的通訊主要分為內(nèi)部通訊和外部通訊。外部通訊指BMS與上層監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)的通訊,現(xiàn)在通常是通過(guò)104TCP/IP協(xié)議來(lái)完成。內(nèi)部通訊指BMS中各個(gè)模塊之間的通訊,一般選用可靠性高抗干擾能力強(qiáng)的CAN總線形式。由于儲(chǔ)能系統(tǒng)中所用的鋰離子電池的外部特性(如電壓、電流)在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中根據(jù)需求會(huì)發(fā)生很大的變化,這對(duì)BMS提出了極強(qiáng)的實(shí)時(shí)性要求,同時(shí)也要求BMS具有多任務(wù)運(yùn)行的能力,因此也就對(duì)BMS的軟件設(shè)計(jì)提出了實(shí)時(shí)性和多任務(wù)調(diào)度的要求。依據(jù)儲(chǔ)能系統(tǒng)的需求,BMS的軟件設(shè)計(jì)可劃分成如下幾個(gè)任務(wù):啟動(dòng)任務(wù),總電壓采集任務(wù),總電流采集任務(wù),溫度采集任務(wù),絕緣檢測(cè)任務(wù),SOC估計(jì)任務(wù),變流器數(shù)據(jù)接收任務(wù),變流器充放電控制任務(wù),監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)數(shù)據(jù)接收和發(fā)送任務(wù),數(shù)據(jù)分析任務(wù),通訊任務(wù),多級(jí)報(bào)警任務(wù)和空閑任務(wù)等。2電池管理系統(tǒng)功能儲(chǔ)能用鋰離子電池管理系統(tǒng)包含有多個(gè)功能模塊,一般為數(shù)據(jù)檢測(cè)功能、統(tǒng)計(jì)存儲(chǔ)功能、運(yùn)行參數(shù)設(shè)定功能、充放電管理功能、通信功能、報(bào)警功能、電池系統(tǒng)保護(hù)、電池系統(tǒng)容量標(biāo)定及SOC估計(jì)功能、熱管理功能、電池均衡管理功能、高壓管理功能、絕緣檢測(cè)功能等。其中,單體電池?cái)?shù)據(jù)檢測(cè)、電池狀態(tài)估計(jì)功能和均衡管理功能是目前電池管理系統(tǒng)研究的熱點(diǎn),本文主要就這3方面的實(shí)現(xiàn)策略進(jìn)行討論。2.1單體電池過(guò)充過(guò)放的檢測(cè)由于儲(chǔ)能用電池系統(tǒng)通常是由上千(萬(wàn))個(gè)單體電池串并聯(lián)組成,所以,每一個(gè)單體電池的工作狀態(tài)正常與否,不僅反映電池組性能的好壞,而且影響電池組的容量及剩余能量,進(jìn)而影響整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的效率。在儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中,如不及時(shí)對(duì)單體電池進(jìn)行檢測(cè),找出老化電池給予調(diào)整,電池組的容量將變小,壽命將縮短,必將影響整個(gè)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的高效安全運(yùn)行。單體電池工作數(shù)據(jù)的檢測(cè)主要是電壓和溫度兩個(gè)方面,由BMS中的CSC完成,BMS的其他功能(包括SOC估計(jì)、剩余能量的計(jì)算等)都是建立對(duì)單體電池工作狀態(tài)進(jìn)行精確檢測(cè)的基礎(chǔ)之上的。在這兩個(gè)參數(shù)中,溫度是BMS對(duì)電池的熱管理和安全保護(hù)功能的依據(jù),當(dāng)電池溫度超過(guò)最優(yōu)工作溫度區(qū)間或電池溫差大的時(shí)候,開(kāi)啟風(fēng)機(jī),對(duì)本箱電池進(jìn)行熱管理,直到電池工作溫度和溫差恢復(fù)到設(shè)計(jì)范圍。單體電池的電壓不但是電池的優(yōu)劣狀況的最好體現(xiàn),也是初步估計(jì)電池的SOC的重要參考依據(jù)。單體電池過(guò)充過(guò)放的依據(jù)即是電池的端電壓。目前,單體電池電壓檢測(cè)的難點(diǎn)主要有兩點(diǎn):1)儲(chǔ)能系統(tǒng)中的電池系統(tǒng)是有很多個(gè)單體電池串并聯(lián)組成的,因此需要很多通道來(lái)完成單體電池的電壓檢測(cè)。當(dāng)進(jìn)行電壓測(cè)量時(shí)會(huì)產(chǎn)生累積電動(dòng)勢(shì),同時(shí)每個(gè)單體電池的累積電動(dòng)勢(shì)都不相同,并且沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的辦法來(lái)消除這種累積電動(dòng)勢(shì),這就給電池檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)帶來(lái)一定的困難。2)單體電池的測(cè)量精度要求很高,這是因?yàn)镾OC的估計(jì)和其他電池狀態(tài)的估計(jì)都要求單體電池的電壓測(cè)量有很高的測(cè)量精度。以磷酸鐵鋰電池為例,如圖5所示,因?yàn)榱姿徼F鋰電池的開(kāi)路電壓曲線OCV(OpenCircuitVoltage)比較平緩,相對(duì)應(yīng)于單體電池電壓每1mV的變化,其SOC估計(jì)誤差最大可以達(dá)到4%。因此單體電池的電壓測(cè)量需要很高的精度,至少要達(dá)到1mV。但由于技術(shù)和成本的原因,目前大多數(shù)的BMS的單體電池電壓的測(cè)量精度都達(dá)不到這個(gè)要求。本文所論述的單體電池?cái)?shù)據(jù)檢測(cè)方案采用了比較成熟的凌特公司電池監(jiān)測(cè)芯片LTC6804,該芯片最多可測(cè)12個(gè)串聯(lián)鋰離子電池的電壓,可堆疊式架構(gòu)實(shí)現(xiàn)高電壓電池組的監(jiān)測(cè),每個(gè)電池輸入均具有一個(gè)相關(guān)聯(lián)的MOSFET開(kāi)關(guān),用于對(duì)任何過(guò)充電池進(jìn)行放電(100mA)。每個(gè)LTC6804U具有一個(gè)可單獨(dú)尋址的串行接口,因?yàn)樵试S把多個(gè)LTC6804聯(lián)接到一個(gè)控制處理器上實(shí)現(xiàn)同時(shí)運(yùn)作。圖6利用LTC6804進(jìn)行單體電池?cái)?shù)據(jù)檢測(cè)的原理電路圖。利用這種監(jiān)測(cè)芯片,本文介紹的儲(chǔ)能用鋰離子電池管理系統(tǒng)的檢測(cè)精度,電壓為2mV,溫度為0.5℃,可以滿足目前的實(shí)際需要。2.2電池管理系統(tǒng)的soc估算鋰離子電池組的SOC是電池電量的直接反映,是鋰離子電池組最主要的狀態(tài)參數(shù),它一方面提供了實(shí)際儲(chǔ)能系統(tǒng)的當(dāng)前存儲(chǔ)(剩余)能量的重要信息,另一方面為鋰離子電池的使用、管理和維護(hù)提供重要依據(jù),因?yàn)殡姵氐倪^(guò)充和過(guò)放都會(huì)導(dǎo)致電池壽命的下降,甚至?xí)斐呻姵氐娜紵捅?造成嚴(yán)重的后果。因此,嚴(yán)格監(jiān)控儲(chǔ)能電池組的SOC是儲(chǔ)能用鋰離子電池管理系統(tǒng)的一項(xiàng)非常重要的任務(wù)。在過(guò)去的研究中,學(xué)者們提出了許多種經(jīng)典的估計(jì)剩余電量或SOC的方法,每種方法都有各自的適用范圍?？紤]鋰離子電池的放電特性,目前研究和采用較多的SOC估計(jì)方法主要有:安時(shí)積分法、開(kāi)路電壓法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法和卡爾曼濾波法等。這些方法各有優(yōu)缺點(diǎn),也都有各自的應(yīng)用領(lǐng)域,具體的特性比較見(jiàn)表1。該文認(rèn)真總結(jié)了以上幾種SOC估算方法的優(yōu)缺點(diǎn),將安時(shí)積分法與其它方法結(jié)合,采用改進(jìn)的安時(shí)積分法,依靠高精度的模擬量采集和大容量歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能,同時(shí)考慮溫度、充放電效率、自放電、SOH等對(duì)電池容量的影響,參考當(dāng)前OVC電壓和歷史負(fù)載電壓曲線,結(jié)合外特性試驗(yàn)建立的數(shù)值模型設(shè)定SOC估算策略,對(duì)鋰離子電池的SOC進(jìn)行估算。安時(shí)積分法也叫電荷累積法(Coulombcountingmethod),它是將電池看作一個(gè)黑箱,認(rèn)為流進(jìn)電池的電量與流出電池的電量相等,它不考慮電池內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和外部的電氣特性,因此這種方法可以用于各種電池。在電流測(cè)量準(zhǔn)確,溫度、放電倍率等因素補(bǔ)償良好,初始SOC估計(jì)準(zhǔn)確的條件下,安時(shí)法在短時(shí)間內(nèi)可以保證SOC估計(jì)的準(zhǔn)確,是一種簡(jiǎn)單可靠的方法。假設(shè)電池的充放電起始狀態(tài)為,那么電池當(dāng)前狀態(tài)的SOC一般表示為:式中,SOC0為SOC初始狀態(tài)值;CN為額定容量;I為電池電流;η為充放電效率,不是常數(shù)。但在實(shí)際應(yīng)用中,采用安時(shí)積分法,得出某時(shí)刻的SOC值算法為:式中,SOCt是t時(shí)刻的SOC值;I是系統(tǒng)采集到的當(dāng)前時(shí)刻電流值;CN是電池的額定容量。在實(shí)際計(jì)算中,還要同時(shí)考慮溫度、放電倍率和電池壽命等因素對(duì)SOC的影響。本文所研究的電池管理系統(tǒng)針對(duì)儲(chǔ)能中的某3并16串的磷酸鐵鋰電池箱進(jìn)行了電池SOC估算技術(shù)的檢測(cè),下面是按照恒流充電測(cè)試和脈沖充放電測(cè)試得到的測(cè)試數(shù)據(jù)和結(jié)果分析。圖7是在以恒流100A連續(xù)充電方式下SOC計(jì)算值曲線圖。圖7中,SOC為電池管理系統(tǒng)計(jì)算得到的SOC值,I為電池管理系統(tǒng)的檢測(cè)電流,V為電池箱端電壓,SOC_Ah為通過(guò)充放電設(shè)備的輸出Ah累積所得到的理論SOC。在充電開(kāi)始前,以固定100A放電電流對(duì)電池箱放電到截止條件后靜置30min,啟動(dòng)系統(tǒng)得到此時(shí)的SOC計(jì)算值為3.2%。以恒定100A的電流對(duì)電池組充電,整個(gè)充電過(guò)程持續(xù)3小時(shí)28分39秒,充放電設(shè)備輸出總Ah數(shù)為348.5Ah。表2為充放電設(shè)備輸出不同Ah數(shù)時(shí)所對(duì)應(yīng)的SOC估算值。在充電完畢后,靜置電池組16h后,測(cè)量電池組總電壓為53.44V,平均單節(jié)電池電壓3.34V,通過(guò)查表可以得出此時(shí)的SOC等于95%。因此在一個(gè)充電循環(huán)結(jié)束后SOC的計(jì)算誤差為:圖8是以0.3C進(jìn)行分段充電的SOC曲線圖。在這個(gè)充電過(guò)程中,SOC為電池管理系統(tǒng)的計(jì)算值,每一次充電結(jié)束的依據(jù)是充放電設(shè)備輸出的安時(shí)數(shù)達(dá)到36Ah,由于第一次充電時(shí)初始SOC為4.6%,因此第一次充電時(shí)輸出的安時(shí)數(shù)為19.44Ah,最后一次由于達(dá)到充電截止條件,因此充放電設(shè)備輸出的安時(shí)數(shù)為30.71Ah。本次測(cè)試中計(jì)算SOC與安時(shí)數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表3所示。從表3中可以看出,當(dāng)輸入36Ah的能量時(shí),SOC的增量平均為9.35%。其他能量以其他形式損失。適當(dāng)調(diào)整影響損失能量的系統(tǒng)參數(shù),建立精確的系統(tǒng)模型,就可以得到更加符合實(shí)際系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,從而提高系統(tǒng)的計(jì)算精度。通過(guò)上面兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的測(cè)試結(jié)果可以看出,在連續(xù)充電模式下,SOC的計(jì)算值與實(shí)際SOC的誤差為+2.2%,滿足實(shí)際需求的SOC估算精度指標(biāo)。在分段充電模式下,在每個(gè)SOC平臺(tái)階段的計(jì)算值都低于實(shí)際輸入的安時(shí)數(shù),這符合電池的充電特性,即輸入的安時(shí)數(shù)一部分以能量形式存儲(chǔ),小部分以其他形式損耗。由于存在能量損耗,由連續(xù)充電模式下的估算結(jié)果,實(shí)際的SOC會(huì)低于按照安時(shí)法計(jì)算得出的SOC5%左右,也滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。2.3電池均衡管理由于鋰離子電池具有明顯的非線性、不一致性和時(shí)變特性,因此在應(yīng)用時(shí)需要進(jìn)行一定的管理。另外鋰電池對(duì)充放電的要求很高,當(dāng)出現(xiàn)過(guò)充電、過(guò)放電、放電電流過(guò)大或電路短路時(shí),會(huì)使鋰電池溫度上升,導(dǎo)致電池壽命縮短。當(dāng)鋰電池串聯(lián)使用于動(dòng)力設(shè)備中時(shí),由于各單節(jié)鋰電池內(nèi)部特性的不一致,會(huì)導(dǎo)致各節(jié)鋰電池充、放電的不一致。一節(jié)性能惡化時(shí),整個(gè)電池組的行為特征都會(huì)受到此電池的限制,降低整體電池組性能。為使鋰電池組能夠最大程度地發(fā)揮其優(yōu)越性能,延長(zhǎng)使用壽命,必須要對(duì)鋰電池在充、放電時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,提供過(guò)壓、過(guò)流、溫度保護(hù)和電池間能量均衡。鋰離子電池各個(gè)參數(shù)在生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)法控制到完全一致,不可避免地存在一些微小的差異,隨著鋰離子電池在實(shí)際使用中充放電次數(shù)的增多,加上內(nèi)阻、自放電等因素的影響,這些差異將被放大,嚴(yán)重破壞鋰離子電池性能,造成鋰離子電池壽命衰減甚至帶來(lái)安全隱患。為使鋰電池組能夠最大程度地發(fā)揮其優(yōu)越性能,延長(zhǎng)使用壽命,必須要在BMS中對(duì)鋰電池在充、放電時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,提供過(guò)壓、過(guò)流、溫度保護(hù)和電池間能量均衡,對(duì)電池間的不一致性進(jìn)行均衡處理,能夠削平電池間的差異,使電池保持較好的一致性,達(dá)到延長(zhǎng)電池壽命降低成本的目的。目前儲(chǔ)能用鋰離子電池均衡管理的方法主要有被動(dòng)均衡、主動(dòng)均衡和兩種均衡相結(jié)合的3種方式。被動(dòng)均衡是通過(guò)高值電阻將某些電池單元的過(guò)剩電量分流消耗的方式,使高電量電池單元與低電量電池單元電量達(dá)到均衡的方法。這種方法使用的裝置是電池均衡裝置中最簡(jiǎn)單、最經(jīng)濟(jì)的,也是目前應(yīng)用最廣的。但其缺點(diǎn)也很明顯,它只能作充電均衡,而且,在充電均衡過(guò)程中,多余的能量要作為熱量釋放掉,會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)效率低下,功耗提高。所以為了防止均衡過(guò)程中電池過(guò)熱,被動(dòng)均衡的電流一般都很小,目前大約是幾十毫安。主動(dòng)均衡是在充放電過(guò)程中,不把電壓較高的電池電能通過(guò)電阻消耗掉,而是利用一種主動(dòng)往復(fù)充電的元件,將電量從一個(gè)電池單元轉(zhuǎn)到另一個(gè)上,從而實(shí)現(xiàn)鋰電池組的均衡充放電的方法。這種方法因?yàn)槭峭饨与娮釉?所以相對(duì)均衡電流比較大,目前可做到幾安。但這種方法因?yàn)榧夹g(shù)還不成熟,需要設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)的電路來(lái)實(shí)現(xiàn),因而會(huì)增加成本,降低可靠性,所以還需要進(jìn)一步的研究。本研究采用是一種基于雙向能量轉(zhuǎn)移的均衡架構(gòu)及策略,將主動(dòng)均衡和被動(dòng)均衡結(jié)合起來(lái)使用,以電池工作電壓一致作為均衡目標(biāo),通過(guò)平均值計(jì)算,達(dá)到均衡目的。這種策略是采用高壓雙向DC/DC電路模塊和公共的內(nèi)部12V電源總線,