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电池均衡技术的概念和应用
- 2020-03-19-

以便给机器设备供货充足的工作电压,锂电池包一般由好几个充电电池串连而成,可是倘若充电电池中间的容积失配便会危害全部充电电池包的容积。因此,人们要对失配的充电电池开展平衡。文中探讨了充电电池平衡的定义和一些常见问题。

锂电池包一般由一个或好多个锂电池组串联,每一锂电池组由3到4个充电电池串连组成。这类组成方法能另外考虑笔记本、医疗器械、测试设备及工业生产运用需要的工作电压和输出功率规定。殊不知,这类运用广泛的配备一般并不可以充分发挥其较大 作用,由于倘若某一串连充电电池的容积与其他充电电池不配对将会减少全部充电电池包的容积。

电池电量的不配对包含电池充电情况(SOC)失配和容积/动能(C/E)失配。在二种状况下,充电电池包的总容积都只有做到较弱充电电池的容积。在大部分状况下,造成充电电池失配的缘故是加工工艺操纵和检验方式的不健全,而并不是锂离子电池自身的有机化学特性转变。棱柱形锂电池(LiIonprismaticcell)在制造时要更强的机械设备工作压力,充电电池中间更非常容易出現差别。除此之外,锂离子电池聚合物锂电池也会由于选用新的加工工艺而出現充电电池中间的差别。

选用充电电池平衡解决技术性可处理SOC和C/E失配难题,进而改善串连锂电池包的特性。根据在原始调整全过程中对充电电池开展平衡解决能够纠正充电电池失配难题,自此只需在电池充电全过程中开展平衡就可以,而C/E失配则务必在充、充放电全过程都开展平衡。虽然有关某一充电电池生产商来讲其商品不合格率将会很低,但以便避免出现充电电池使用期过短的难题,人们依然必须供货进一步的品质保证。

充电电池平衡的含意

工作频率为6V或之上的手持式机器设备选用串连充电电池包供电系统,这样的事情下充电电池包的总工作电压为各串连充电电池工作电压总和。便携式电脑的充电电池包一般由三、四个充电电池串连而成,允差工作电压为10.8V或14.4V。在大部分该类运用中,单独串连充电电池包没法供货机器设备需要动能。现阶段较大 的充电电池(如18650)可供货2,000mAh(mAh·钟头)动能,而电脑上要50-60Whr(5,000-6,000mAh)的动能,因而务必给串连的每一充电电池串联三个充电电池。

充电电池平衡就是指对串连充电电池包中不一样的充电电池(或锂电池组)选用差分信号电流量。串连充电电池包中每一充电电池的电流量一般是同样的,因而务必给充电电池包增加附加的元器件和电源电路来保持充电电池平衡。只能当充电电池包中的充电电池是串连的,另外串连充电电池相当于或超过三级时才会考虑到充电电池平衡难题。当充电电池包中全部充电电池都考虑下边2个标准时,便保持了充电电池平衡:

1.倘若全部充电电池的容积同样,那麼当他们的相对性电池充电情况同样时便保持了充电电池平衡。SOC一般以当今容积与短路容量的百分数来表达,因而,开路电压(OCV)可做为SOC的一个评价指标。倘若一个不平衡充电电池包中的全部充电电池能够根据差分信号电池充电做到满容积(均衡点),他们便能够开展一切正常的蓄电池充电而不用一切附加的调节,一般这类调节是一次性的。客户在应用新充电电池时,一般规定对充电电池开展长期电池充电,这一全过程事实上包含一次详细的放-电池充电。该全过程使负荷降到最低,并使蓄电池充电時间最多,减少对充电电池平衡电源电路的规定。

2.倘若充电电池的容积不一样,当SOC同样时也觉得他们是平衡的。但SOC仅仅一个相对值,每一电池电量的绝对值是不一样的。以便使容积不一样的充电电池的SOC同样,每一次对串连充电电池开展蓄电池充电时都务必应用差分信号电流量。一切正常蓄电池充电的時间比第一次蓄电池充电更短,然后更大的电流量。

当充电电池包中的充电电池不平衡时,它的能用容积将降低,串连充电电池包中容积最少的充电电池将决策充电电池包的总容积。不在平衡充电电池包中,一个或好多个充电电池会在其他充电电池有待电池充电时便已做到较大 容积。而在充放电时,未彻底电池充电的充电电池又会比其他充电电池先排完电,使充电电池包因工作电压不够而提早终止供电系统。

一般,充电电池中间容积的差别小于3%。倘若串连锂电池包的某一充电电池不合标准,或是在封裝前置放太久,在填满电时工作电压差可达150mV,进而使充电电池包的总容积降低13-18%。

SOC平衡解决

倘若充电电池包中全部充电电池的容积同样,人们便选用SOC平衡解决。当全部充电电池的SOC值同样时人们觉得充电电池是平衡的。

单独充电电池的电池充电情况含意为:

SOC=C/CTOTAL%

单独充电电池的容积含意为:

C=(i×t)mAh

以便明确某一充电电池的容积,人们将该充电电池彻底充放电随后再电池充电,并在电池充电全过程中的不一样時间开展电流量精确测量,直至做到4.20V的开路电压。最好特性充电电池在该情况下的SOC为100%,SOC为50%的OCV工作电压一般称之为VMID,其典型值为3.67V。

以便给容积不一样的蓄电池充电使他们做到一样的SOC,规定一些充电电池的充/充放电量务必比其他充电电池多,这务必应用差分信号电流量。人们将这一全过程称作容积/动能利润最大化。

容积/动能利润最大化

容积/动能利润最大化就是指将充电电池包中全部串连充电电池设定为同样的SOC,即便他们的容积不一样。在全部時间内管理方法SOC,使充电电池包的輸出动能做到较大 。以便使輸出动能利润最大化,全部的充电电池都务必填满电。即,全部充电电池的SOC务必为100%。倘若充电电池的容积不一样,一些充电电池的充/充放电就会比其他充电电池大量。比如,假定一个充电电池包有三个串连充电电池,C1>C2=C3。平衡这一充电电池包的唯一方式是给容积较高的充电电池(C1)释放一个差分信号电流。

在充电电池包充放电时也务必这般,不然当容积最少的充电电池做到关闭工作电压时,全部充电电池包便会终止充放电,而这时其他充电电池仍有剩下容积,那样使总容积减少。长久以往,容积最少的充电电池便会比其他充电电池特性衰落迅速,历经好几个充/充放电周期时间后将加快容积耗损。

根据配对串连充电电池的工作电压,将从高容充电电池吸取大量电流量。充放电时规定根据平衡消耗一些附加的工作电压,在最终当全部充电电池都做到0SOC时,从充电电池包中得到的总电磁能有关于平衡前依然会增加。

一般圆柱型锂电池(cylindricalcell)的质量管理一般都不错,电池电量区别不超出±3%。键入容积大部分较为精准,区别不超出好多个mAs(mAh·秒)。因而,电池电量绝对值也基础精确,SOC的差别在好多个百分之之内。


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