幾種鋰電池均衡電路的工作原理
新能源的發(fā)展,電動汽車發(fā)展,都會用到能量密度比更高的鋰電池,而鋰電池串聯(lián)使用過程中,為了保證電池電壓的一致性,必然會用到電壓均衡電路。在這幾年的工作過程中,用到過幾種電池的均衡電路,在這里就跟大家一起分享一下。隨著鋰電池用途的增加,多節(jié)串聯(lián)大容量鋰電池的保護,電池管理及均衡必將會得到發(fā)展,希望自己做過的一些小東西能對大家有所幫助。
最簡單的均衡電路就是負載消耗型均衡,也就是在每節(jié)電池上并聯(lián)一個電阻,串聯(lián)一個開關做控制,當某節(jié)電池電壓過高時,打開開關,充電電流通過電阻分流,這樣電壓高的電池充電電流小,電壓低的電池充電電流大,通過這種方式來實現(xiàn)電池電壓的均衡,但這種方式只能適用于小容量電池,對于大容量電池來說是不現(xiàn)實的。
下圖為一負載消耗性均衡的示意圖
第二種均衡方法我沒有實驗過,就是飛度電容法。簡單的說就是每一節(jié)電池并聯(lián)一個電容,通過開關這個電容既可以并聯(lián)到本身這節(jié)電池上,也可以并聯(lián)到相鄰的電池。當某節(jié)電池電壓過高,首先將電容與電池并聯(lián),電容電壓與電池一致,然后將電容切換到相鄰的電池,電容給電池放電。實現(xiàn)能量的轉移。由于電容并不消耗能量,所以可以實現(xiàn)能量的無損轉移。但這種方式太繁瑣了,現(xiàn)在的動力電池動不動幾十節(jié)串聯(lián),要是采用這種方式,那的需要多少開關來控制啊。
下圖為飛度電容法工作原理圖,只是畫出了相鄰兩節(jié)電池的均衡原理圖。
第一次做均衡,是做的一款動力電池組的充電,電池容量80ah的兩組并聯(lián),要求均衡電流為10a,原來了解的一點均衡的原理根本不夠用啊,這么大電流都相當于一個一個的小模塊了,最后還真的是搞了n個小模塊串聯(lián),每節(jié)電池并聯(lián)一個小模塊,如果單體電池電壓低于設定值,啟動相應的并聯(lián)模塊,對低電壓電池啟動充電,補充能量提升電壓,實現(xiàn)均衡。
下圖為當時采用的均衡電路的示意圖,DC-DC輸入母線既可以是電池電壓,也可是是別的模塊提供的直流輸入。根據(jù)需要靈活配置。
主動均衡方法可以采用我前面提到的一個變壓器多路輸出的方法 如果你想利用下面的電路示意圖,做一個多路輸出的反激電源,利用各個模塊的輸出電壓來對電池實現(xiàn)均衡,我估計你需要很深的功力才可以,因為交叉調整率估計就會搞死你。但是,利用這個電路,我們可以換一下思路,各路輸出不需要穩(wěn)壓都可以,當然為了防止開路損壞輸出電容,我們可以做一個簡單的原邊反饋。然后在每路輸出到電池之間串聯(lián)一個電子開關,由于這種均衡都是配合電池管理系統(tǒng)一起工作的,因此每路輸出只要串聯(lián)一個電子開關,由管理單元控制即可,哪路電壓地我們就可以打開這個電子開關,有電源輸出給該節(jié)電池充電,直到所有單體電池電壓達到我們的期望值。
采用這種均衡方法,曾經做過1000AH,7串電池及300AH,80串電池的均衡,均衡完成后,所有單體電池電壓可以達到5mV以內。
















