鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1418次 | 2021年05月11日
鋰電池充電主動(dòng)平衡和被動(dòng)平衡的解決方案
鋰離子電池組充電主動(dòng)平衡和被動(dòng)平衡的解決方法。在鋰離子電池組充電和放電時(shí)我們最需注意的重要環(huán)節(jié)便是均衡環(huán)節(jié)。目前,有兩種解決小的鋰離子電池在電池組中不平衡狀況的方法:主動(dòng)平衡與被動(dòng)平衡。均衡環(huán)節(jié)就是要保證鋰離子電池組輸入、輸出合理到其中每一個(gè)鋰離子電池,這樣才能合理有效應(yīng)用,不會(huì)損壞。
鋰離子電池組充電平衡法
1.傳統(tǒng)的被動(dòng)方法:在一般的鋰離子電池管理系統(tǒng)中,每個(gè)電池單元都通過(guò)一個(gè)開(kāi)關(guān)連接到一個(gè)負(fù)載電阻。這種被動(dòng)電路可以對(duì)個(gè)別被選中的單元放電。但該方法只適用于在充電模式下抑制最強(qiáng)電池單元的電壓攀升。為限制功耗,此類(lèi)電路一般只允許以100mA左右的小電流放電,從而導(dǎo)致充電平衡耗時(shí)可高達(dá)幾小時(shí)。
2.主動(dòng)平衡法:相關(guān)資料中有很多種主動(dòng)平衡法,均要一個(gè)用于轉(zhuǎn)移能量的存儲(chǔ)元件。假如用電容來(lái)做存儲(chǔ)元件,將其與所有電池單元相連就要龐大的開(kāi)關(guān)陣列。更加有效的方法是將能量存儲(chǔ)在一個(gè)磁場(chǎng)中。該電路中的關(guān)鍵元件是一個(gè)變壓器。
鋰離子電池被動(dòng)平衡
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
鋰離子電池被動(dòng)平衡是針對(duì)鋰離子電池充電狀態(tài)而言的。它的前提是,在對(duì)鋰離子電池組充電前,電池組內(nèi)的每個(gè)小電池存有不同的殘余電荷,這種不同是由電池的不同性能參數(shù)決定的,由于每一個(gè)電池這種性能上的不同,有部分電池在電流沖動(dòng)下會(huì)因?yàn)樽约旱摹叭鮿?shì)”而過(guò)充,形成過(guò)壓。過(guò)壓是對(duì)鋰離子電池的最大傷害,它會(huì)造成鋰離子電池組的嚴(yán)重受損乃至無(wú)法再次使用。
被動(dòng)平衡的方法是:在充電時(shí),可以將導(dǎo)致小電池電壓迅速高漲的電流分流到旁路電阻。將不要的充電電流分流至電阻,以便讓電阻耗散這些電流,就可以防止電池的過(guò)充電。被動(dòng)平衡的這一功率耗散功能可以將電池分流出來(lái)的電流限定在某一范圍內(nèi),從而使所有的小電池都充滿(mǎn)電。
被動(dòng)平衡方法的不足是:因?yàn)橐怨β屎纳槭侄?,使一部分平衡電流表現(xiàn)為熱量,這樣就使得鋰離子電池組的充電效率大打折扣,加大了制造鋰離子電池的成本。另外,它也不能解決鋰離子電池組在放電和擱置狀態(tài)時(shí)的電量失衡問(wèn)題,因而,假如想達(dá)到被動(dòng)平衡的終極目的——鋰離子電池組充放電的全面平衡還要采取進(jìn)一步的措施,但這都會(huì)加大鋰離子電池組制造成本。
鋰離子電池組充電主動(dòng)平衡法的解決方法
主動(dòng)平衡拋棄了被動(dòng)平衡消耗電流的方法,改成了傳送電流的方法。負(fù)責(zé)電荷傳送的設(shè)備是一種電源轉(zhuǎn)換器,這種設(shè)備使鋰離子電池組內(nèi)的小電池?zé)o論是在充電、放電還是閑置狀態(tài)都能傳送電荷,從而使小電池之間可經(jīng)常保持動(dòng)態(tài)平衡。
標(biāo)稱(chēng)電壓:28.8V
標(biāo)稱(chēng)容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
由于主動(dòng)平衡方法的電荷傳送效率極高,因此,可以供應(yīng)較高的平衡電流,這意味著,這種方法在鋰離子電池組充電、放電和閑置時(shí)的平衡能力更強(qiáng)。
1、快速充電能力強(qiáng):主動(dòng)平衡功能可以使鋰離子電池組內(nèi)各小電池更快地達(dá)到平衡,所以,快速充電的安全性更高,適宜于更大電流的高倍率充電方式。
2、閑置時(shí):即使各個(gè)小電池已達(dá)到了充電時(shí)的平衡狀態(tài),但由于溫度梯度不同,有的小電池內(nèi)部溫度高些,有的小電池內(nèi)部低些,也會(huì)令每個(gè)小電池的內(nèi)部漏電速度不同,試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,電池每升高10℃,漏電率便上升一倍,主動(dòng)平衡功能可確保閑置鋰離子電池組內(nèi)的小電池“不斷”地重新獲得平衡,這有利于電池組內(nèi)儲(chǔ)存的電量能被充分利用,使電池組工作能力結(jié)束時(shí),單個(gè)的小鋰離子電池殘余電量最小。
3、放電時(shí):沒(méi)有放電能力達(dá)到100%的鋰離子電池組,這是因?yàn)?,一組鋰離子電池工作能力的結(jié)束是由某一個(gè)最先放完電的小鋰離子電池決定的,并不能保證所有的小鋰離子電池能同時(shí)達(dá)到放完電量。相反,會(huì)有個(gè)別的小鋰離子電池保持有未用的殘余電能。通過(guò)主動(dòng)平衡方法,鋰離子電池組在放電時(shí),內(nèi)部的大容量鋰離子電池會(huì)將電能分配給小容量鋰離子電池,因此,小容量鋰離子電池也可以充分放電,而且,電池組內(nèi)不會(huì)有殘余的電能留下,具備主動(dòng)平衡功能的電池組擁有較大的實(shí)際儲(chǔ)電量(即,可以釋放出更接近于標(biāo)稱(chēng)容量的電能)。
最后說(shuō)明一下,主動(dòng)平衡方法所采用的系統(tǒng)性能取決于平衡電流與電池充電/放電效率之間的比例。一組鋰離子電池的不平衡率越高,或者鋰離子電池組充電/放電率越大,所要的平衡電流就越高。當(dāng)然,這種用來(lái)平衡的電流消耗相關(guān)于因內(nèi)部平衡而獲得的額外電流來(lái)說(shuō)是相當(dāng)劃算的,況且,這種主動(dòng)平衡還有利于鋰離子電池組壽命的延長(zhǎng)。
以上就是鋰離子電池組充電主動(dòng)平衡法和被動(dòng)平衡的解決方法,平衡充電是所有鋰離子電池組所要的充電方式,可以供應(yīng)主動(dòng)電池平衡、高精度數(shù)據(jù)采集、電池保護(hù)及管理三大功能。