关于电池均衡技术详解

 锂电池包一般由一个或几个电池组并联，每个电池组由3到4个电池串联构成。这种组合方式能一起满意笔记本电脑、医疗设备、测验仪器及工业使用所需的电压和 功率要求。但是，这种使用遍及的配置一般并不能发挥其最大成效，因为假如某个串联电池的容量与其它电池不匹配将会下降整个电池包的容量。 电池容量的不匹配包含充电状况(SOC)失配和容量/能量(C/E)失配。在两种情况下，电池包的总容量都只能到达最弱电池的容量。在大多数情况下，引起 电池失配的原因是工艺操控和检测手法的不完善，而不是锂离子本身的化学特点改变。棱柱形锂电池(LiIon prismatic cell)在出产时需求更强的机械压力，电池之间更容易产生差异。此外，锂离子聚合物电池也会因为选用新的工艺而呈现电池之间的差异。 选用电池均衡处理技能可解决SOC和C/E失配问题，然后改善串联锂电池包的性能。经过在初始调理进程中对电池进行均衡处理能够纠正电池失配问题，尔后只 需在充电进程中进行均衡即可，而C/E失配则有必要在充、放电进程都进行均衡。虽然对于某个电池厂商而言其产品缺点率可能很低，但为了防止呈现电池使用寿命 过短的问题，咱们依然有必要供给进一步的质量保证。 电池均衡的界说 作业电压为6V 或以上的便携式设备选用串联电池包供电，这种情况下电池包的总电压为各串联电池电压之和。便携式电脑的电池包一般由三、四个电池串联而成，标称电压为 10.8V或14.4V。在大多数此类使用中，单个串联电池包无法供给设备所需能量。目前最大的电池(如18650)可供给2,000mAh(毫安 ·小时)能量，而电脑需求50-60Whr(5,000-6,000mAh)的能量，因而有必要给串联的每个电池并联三个电池。 电池均衡是指对串联电池包中不同的电池(或电池组)选用差分电流。串联电池包中每个电池的电流一般是相同的，因而有必要给电池包添加额定的元件和电路来完成 电池均衡。只有当电池包中的电池是串联的，一起串联电池等于或大于三级时才会考虑电池均衡问题。当电池包中一切电池都满意下面两个条件时，便完成了电池均 衡： 1. 假如一切电池的容量相同，那么当它们的相对充电状况相一起便完成了电池均衡。SOC一般以当前容量与额定容量的百分比来表示，因而，开路电压(OCV)可 作为SOC的一个衡量标准。假如一个不均衡电池包中的一切电池能够经过差分充电到达满容量(均衡点)，它们便能够进行正常的充放电而无需任何额定的调整， 一般这种调整是一次性的。用户在使用新电池时，一般需求求对电池进行长期充电，这个进程实际上包含一次完好的放-充电。该进程使负载最小化，并使电池充 电时刻最长，下降对电池均衡电路的要求。 2. 假如电池的容量不同，当SOC相一起也以为它们是均衡的。但SOC仅仅一个相对值，每个电池容量的绝对值是不同的。为了使容量不同的电池的SOC相同，每次对串联电池进行充放电时都有必要使用差分电流。正常充放电的时刻比初次充放电更短，并需求更大的电流。 当电池包中的电池不均衡时，它的可用容量将减少，串联电池包中容量最低的电池将决定电池包的总容量。在不均衡电池包中，一个或几个电池会在其它电池尚需充电时便已到达最大容量。而在放电时，未彻底充电的电池又会比其它电池先放完电，使电池包因电压不足而提早停止供电。 一般，电池之间容量的差异低于3%。假如串联锂电池包的某个电池不合标准，或者在封装前放置过久，在充满电后电压差可达150mV，然后使电池包的总容量下降13-18%。 SOC均衡处理 假如电池包中一切电池的容量相同，咱们便选用SOC均衡处理。当一切电池的SOC值相一起咱们以为电池是均衡的。 单个电池的充电状况界说为： SOC=C/CTOTAL% 单个电池的容量界说为： C=(i×t)mAh 为了确定某个电池的容量，咱们将该电池彻底放电然后再充电，并在充电进程中的不一起间进行电流丈量，直到到达4.20V的开路电压。最佳性能电池在该状况下的SOC为100%，SOC为50%的OCV电压一般称为VMID，其典型值为3.67V。 为了给容量不同的电池充电使它们到达相同的SOC，要求一些电池的充/放电量有必要比其它电池多，这有必要使用差分电流。咱们将这个进程称之为容量/能量最大化。 容量/能量最大化 容量/能量最大化是指将电池包中一切串联电池设置为相同的SOC，即使它们的容量不同。在一切时刻内办理SOC，使电池包的输出能量到达最大。为了使输出 能量最大化，一切的电池都有必要充满电。即，一切电池的SOC有必要为100%。假如电池的容量不同，一些电池的充/放电就会比其它电池更多。例如，假定一个 电池包有三个串联电池，C1＞C2=C3。均衡这个电池包的仅有办法是给容量较高的电池(C1)施加一个差分充电电流。 在电池包放电时也有必要如此，不然当容量最小的电池到达关断电压时，整个电池包便会停止放电，而此刻其它电池仍有剩余容量，这样使总容量下降。久而久之，容量最小的电池便会比其它电池性能阑珊更快，经过多个充/放电周期后将加快容量损耗。 经过匹配串联电池的电压，将从高容量电池罗致更多电流。放电时要求经过均衡消耗掉一些额定的电压，在最后当一切电池都到达0SOC时，从电池包中取得的总电能相对于均衡前依然会添加。 一般圆柱形锂离子电池(cylindrical cell)的质量操控一般都较好，电池容量不同不超越±3%。输入容量基本上比较准确，不同不超越几个mAs(毫安·秒)。因而，电池容量绝对值也基本准确，SOC的差异在几个百分点以内。