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鋰電池組均衡充電電路分為哪幾類?

時間:2022-04-27 13:46:15來源:鉅大LARGE

導語:?針對電池組均衡充電電路拓撲的設計,國內外研究人員提出了許多種不同的電路拓撲結構。由均衡過程中電路對能量的消耗情況,可將電池組均衡充電電路分為能量耗散型和能量非耗散型兩大類。

  1、能量耗散型均衡是通過在電池組中各單體電池兩端分別并聯(lián)分流電阻進行放電,從而實現(xiàn)均衡。分流電阻放電均衡電路是最為直接的均衡技術,該技術是通過分流電阻對容量高的單體電池進行放電,直至所有單體電池容量在同一水平。

  2、相關于能量耗散式均衡,能量非耗散式均衡電路能耗更小但相對電路結構更為復雜。

 ?、亠w渡電容發(fā)是將每一節(jié)電池并聯(lián)一個電容,通過開關這個電容可以并聯(lián)到本身這節(jié)電池上,也可以并聯(lián)到相鄰的電池。當某節(jié)電池電壓過高,首先將電容與電池并聯(lián),電容電壓與電池一致,然后將電容切換到相鄰的電池,電容給電池放電,實現(xiàn)能量轉移。

 ?、陂_關電容法均衡關于由n節(jié)單體電池串聯(lián)組成的動力鋰電池組,開關電容法均衡電路要n-1個電容元件和2n個開關器件。以單體電池B1和B2端電壓不一致為例,控制過程中,存在兩種狀態(tài),該電路的缺點是只能用于單體電池間的端電壓均衡,同時只能實現(xiàn)相鄰單體電池間的能量流動,因此當串聯(lián)電池數(shù)目較多時,均衡時間相對較長。

 ?、垭p層電容法均衡電路也是對開關電容法電路的一個推導與變換,差別在于該電路使用了兩層開關電容來實現(xiàn)電池間的能量轉移。相比較開關電容法均衡電路,該電路的優(yōu)點是利用新增的外層開關電容,使得單體電池不僅可以和相鄰的單體電池進行電壓均衡,同時還可以和非相鄰的單體電池均衡,因此均衡速度得以提高。

  在電池組的各單體電池上附加一個并聯(lián)均衡電路,以達到分流的用途。在這種模式下,當某個電池首先達到滿充時,均衡裝置能阻止其過充并將多余的能量轉化成熱能,繼續(xù)對未充滿的電池充電。該方法簡單,但會帶來能量的損耗,不適合快充系統(tǒng)。

  在充電前對每個單體逐一通過同一負載放電至同一水平,然后再進行恒流充電,以此保證各個單體之間較為準確的均衡狀態(tài)。但對蓄電池組,由于個體間的物理差異,各單體深度放電后難以達到完全一致的理想效果。即使放電后達到同一效果,在充電過程中也會出現(xiàn)新的不均衡現(xiàn)象。

  按時、定序、單獨對蓄電池組中的單體蓄電池進行檢測及均勻充電。在對蓄電池組進行充電時,能保證蓄電池組中的每一個蓄電池不會發(fā)生過充電或過放電的情況,因而就保證了蓄電池組中的每個蓄電池均處于正常的工作狀態(tài)。

  運用分時原理,通過開關組件的控制和切換,使額外的電流流入電壓相對較低的電池中以達到均衡充電的目的。該方法效率比較高,但控制比較復雜。

  以各電池的電壓參數(shù)為均衡對象,使各電池的電壓恢復一致。均衡充電時,電容通過控制開關交替地與相鄰的兩個電池連接,接受高電壓電池的充電,再向低電壓電池放電,直到兩電池的電壓趨于一致。該種均衡方法較好的解決了電池組電壓不平衡的問題,但該方法重要用在電池數(shù)量較少的場合。

  整個系統(tǒng)由單片機控制,單體電池都有獨立的一套模塊。模塊根據(jù)設定程序,對各單體電池分別進行充電管理,充電完成后自動斷開。該方法比較簡單,但在單體電池數(shù)多時會使成本大大新增,也不利于系統(tǒng)體積的減小。


標簽: 鋰電池

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