鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1914次 | 2021年02月25日
鋰離子電池組保護(hù)板均衡充電方法和原理介紹
當(dāng)鋰離子電池組充電時(shí),鋰離子電池組保護(hù)板外接電源正負(fù)極分別接電池組正負(fù)極BAT+和BAT-兩端,充電電流流經(jīng)電池組正極BAT+、電池組中單節(jié)鋰離子電池1~N、放電控制開關(guān)器件、充電控制開關(guān)器件、鋰離子電池組保護(hù)板負(fù)極BAT-,電流流向
鋰離子電池組保護(hù)板系統(tǒng)中控制電路部分單節(jié)鋰離子電池保護(hù)芯片的充電過電壓保護(hù)控制信號(hào)經(jīng)光耦隔離后并聯(lián)輸出,為主電路中充電開關(guān)器件的導(dǎo)通供應(yīng)柵極電壓;如某一節(jié)或幾節(jié)鋰離子電池在充電過程中先進(jìn)入過電壓保護(hù)狀態(tài),則由過電壓保護(hù)信號(hào)控制并聯(lián)在單節(jié)鋰離子電池正負(fù)極兩端的分流放電支路放電,同時(shí)將串接在充電回路中的對(duì)應(yīng)單體鋰離子電池?cái)嚯x出充電回路。
在鋰離子電池組生產(chǎn)完成存放時(shí)間比較長的情況下,由于保護(hù)板各路靜態(tài)功耗的不同和各個(gè)電芯的自放電率不同,形成整組電池各串電池的電壓不一致。均衡對(duì)鋰離子電池組有均衡電壓的功能,從而能達(dá)到電池組容量的滿充、滿放的功效,使電池組發(fā)揮最大的功效。
什么是充電均衡?
充電均衡,簡稱均充,是均衡電池特性的充電,是指在電池的使用過程中,由于電池的個(gè)體差異、溫度差異等原因造成電池端電壓不平衡,為了防止這種不平衡趨勢(shì)的惡化,要提高電池組的充電電壓,對(duì)電池進(jìn)行活化充電,以達(dá)到均衡鋰離子電池組中各個(gè)電池特性,延長電池壽命的維護(hù)方法。
鋰離子電池組保護(hù)板均衡充電方法
常用的鋰離子電池組均衡充電技術(shù)包括恒定分流電阻均衡充電、通斷分流電阻均衡充電、平均電池電壓均衡充電、開關(guān)電容均衡充電、降壓型變換器均衡充電、電感均衡充電等。成組的鋰離子電池租串聯(lián)充電時(shí),應(yīng)保證每節(jié)電池均衡充電,否則使用過程中會(huì)影響整組電池的性能和壽命。
1、在鋰離子電池組的各單體電池上附加一個(gè)并聯(lián)均衡電路,以達(dá)到分流的用途。在這種模式下,當(dāng)某個(gè)電池首先達(dá)到滿充時(shí),均衡裝置能阻止其過充并將多余的能量轉(zhuǎn)化成熱能,繼續(xù)對(duì)未充滿的電池充電。該方法簡單,但會(huì)帶來能量的損耗,不適合快充系統(tǒng)。
2、在充電前對(duì)每個(gè)單體逐一通過同一負(fù)載放電至同一水平,然后再進(jìn)行恒流充電,以此保證各個(gè)單體之間較為準(zhǔn)確的均衡狀態(tài)。但對(duì)蓄電池組,由于個(gè)體間的物理差異,各單體深度放電后難以達(dá)到完全一致的理想效果。即使放電后達(dá)到同一效果,在充電過程中也會(huì)出現(xiàn)新的不均衡現(xiàn)象。
3、按時(shí)、定序、單獨(dú)對(duì)鋰離子電池組中的單體電池進(jìn)行檢測(cè)及均勻充電。在對(duì)鋰離子電池組進(jìn)行充電時(shí),能保證電池組中的每一個(gè)鋰離子電池不會(huì)發(fā)生過充電或過放電的情況,因而就保證了鋰離子電池組中的每個(gè)電池均處于正常的工作狀態(tài)。
4、運(yùn)用分時(shí)原理,通過開關(guān)組件的控制和切換,使額外的電流流入電壓相對(duì)較低的電池中以達(dá)到均衡充電的目的。該方法效率比較高,但控制比較復(fù)雜。
5、以各電池的電壓參數(shù)為均衡對(duì)象,使各電池的電壓恢復(fù)一致。均衡充電時(shí),電容通過控制開關(guān)交替地與相鄰的兩個(gè)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?cái)?shù)量較少的場(chǎng)合。
6、整個(gè)系統(tǒng)由單片機(jī)控制,單體電池都有獨(dú)立的一套模塊。模塊根據(jù)設(shè)定程序,對(duì)各單體電池分別進(jìn)行充電管理,充電完成后自動(dòng)斷開。該方法比較簡單,但在單體電池?cái)?shù)多時(shí)會(huì)使成本大大新增,也不利于系統(tǒng)體積的減小。
鋰離子電池組保護(hù)板均衡充電原理
單節(jié)鋰離子電池保護(hù)芯片數(shù)目依據(jù)鋰離子電池組電池?cái)?shù)目確定,串聯(lián)使用,分別對(duì)所對(duì)應(yīng)單節(jié)鋰離子電池的充放電、過流、短路狀態(tài)進(jìn)行保護(hù)。