鉅大LARGE | 點擊量：655次 | 2022年03月30日
鋰離子電池組管理之鋰離子電池均衡
寫到電池均衡，基本上已經(jīng)觸及了BMS的核心區(qū)域，首先要明白幾點問題。
1.電池均衡是有限度的，效果要用一定的參數(shù)進(jìn)行評價。
2.電池均衡在HEV和EV里面，要求有很大的差別。
3.電池均衡的效果必須與成本和額外的能量消耗進(jìn)行博弈和妥協(xié)。
而且其實有必要搞清楚為何要進(jìn)行均衡，從幾篇論文中，可以得到一些明確的闡述：
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
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%
SAE_BatteryChargeEqualization–StateoftheArtandFutureTrends
SAE_AReviewofCellEqualizationMethodsforLithiumIonandLithiumpolymerBatterySystems
這兩篇文章都是對這個方面較為全面的論述，中文的文章有一文《動力鋰電池組特性分析與均衡管理》寫得比較全面，但是可能太抽象了。
均衡的原因：
EV和HEV都要在充電和放電階段承受很大的瞬間電流，充電的時候表現(xiàn)在制動能量回收(regenerativebrakingcurrent)。關(guān)于鋰離子電池而言，這么大的充電電流可能是部分較滿的電池直接超過損壞的電壓區(qū)間。
放電階段則是電機(jī)在啟動和汽車加速的時候，要很高的瞬間能量。大的放電電流，可能讓某些電池處于深度放電的狀態(tài)，一是影響輸出電流，二是電池本身就會損壞。
2010HondaInsight-II的示意圖片
關(guān)于上述的電流計算，其實和整車有很大的關(guān)系，相信在后面找到充分的資料和計算公式以后，可以把能量管理單元(EnergyStorageSystem)動力單元(powerTrainSytem)和最終的車體環(huán)境的參數(shù)建立一些計算和評估的公式，在比較當(dāng)前賣得一些電動汽車時候可以做出一些初步的Review.
電池單體的差異重要表現(xiàn)在內(nèi)阻和隨著時間推移和溫度變化時候，容量會有差異。高內(nèi)阻和低容量的電池，在放電電流大的時候會出現(xiàn)更大的電壓擺幅。與標(biāo)準(zhǔn)電池差異大的電池更容易損壞，因此某種程度上，要使用均衡的算法，使得整個電池組擺脫短板效應(yīng)。
均衡的方法分類：充電均衡，放電均衡和動態(tài)均衡。
1.充電均衡在充電過程中后期,部分電池的容量很高，其單體電壓已經(jīng)超過設(shè)定的限制的時候(一般要比截止電壓小)時,BMS控制均衡電路開始工作,控制這些容量滿的電池少充，不充甚至是轉(zhuǎn)移能量，以達(dá)到在整個電池組的容量小的電池繼續(xù)充電并且容量滿電池不損壞的目的。
充電均衡的功能是防止電池組內(nèi)的電池過充電，部分結(jié)構(gòu)在放電使用中，可能會帶來的某些負(fù)面影響。由于充電均衡僅僅保證了電池在充電中，容量最小的電池不過充，在放電過程中，它能釋放的能量也是最小的，因此這些電池過度放電的可能性很大。假如BMS控制不好的情況下，這些容量小的電池已經(jīng)處于深度放電條件下，電池組的整體仍蘊(yùn)含較高的能量(表現(xiàn)在電池組電壓較高)。往往充電均衡要與放電均衡一起使用。
