鋰電池組均衡充電方法和均衡充電注意事項(xiàng)

來源：存能電氣  日期：2019-08-07 10:13  瀏覽量：次

　　鋰電池組均衡充電方法和均衡充電注意事項(xiàng)。均衡是解決電池單體差異性的關(guān)鍵技術(shù)。電動(dòng)車輛根據(jù)使用狀態(tài)可以分為充電階段和放電與閑置階段。針對(duì)兩個(gè)階段不同的工作特點(diǎn)，分別制定不同的均衡策略。充電階段均衡的目的就是使得所有的單體都能夠充滿，盡量避免單體電量不一致的情況。本文就介紹鋰電池組均衡充電方法和均衡充電注意事項(xiàng)。

　　鋰電池組均衡充電方法

　　常用的均衡充電技術(shù)包括恒定分流電阻均衡充電、通斷分流電阻均衡充電、平均電池電壓均衡充電、開關(guān)電容均衡充電、降壓型變換器均衡充電、電感均衡充電等。成組的鋰電池串聯(lián)充電時(shí)，應(yīng)保證每節(jié)電池均衡充電，否則使用過程中會(huì)影響整組電池的性能和壽命。而現(xiàn)有的單節(jié)鋰電池保護(hù)芯片均不含均衡充電控制功能，多節(jié)鋰電池保護(hù)芯片均衡充電控制功能需要外接CPU；通過和保護(hù)芯片的串行通訊(如I2C總線)來實(shí)現(xiàn)，加大了保護(hù)電路的復(fù)雜程度和設(shè)計(jì)難度、降低了系統(tǒng)的效率和可靠性、增加了功耗。

　　針對(duì)動(dòng)力鋰電池成組使用，各節(jié)鋰電池均要求充電過電壓、放電欠電壓、過流、短路的保護(hù)，充電過程中要實(shí)現(xiàn)整組電池均衡充電的問題，介紹了一種采用單節(jié)鋰電池保護(hù)芯片對(duì)任意串聯(lián)數(shù)的成組鋰電池進(jìn)行保護(hù)的含均衡充電功能的電池組保護(hù)板的設(shè)計(jì)方案。仿真結(jié)果和工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用證明，該保護(hù)板保護(hù)功能完善，工作穩(wěn)定，性價(jià)比高，均衡充電誤差小于50mV。

　　1、在鋰電池組的各單體電池上附加一個(gè)并聯(lián)均衡電路，以達(dá)到分流的作用。在這種模式下，當(dāng)某個(gè)電池首先達(dá)到滿充時(shí)，均衡裝置能阻止其過充并將多余的能量轉(zhuǎn)化成熱能，繼續(xù)對(duì)未充滿的電池充電。該方法簡(jiǎn)單，但會(huì)帶來能量的損耗，不適合快充系統(tǒng)。

　　2、在充電前對(duì)每個(gè)單體逐一通過同一負(fù)載放電至同一水平，然后再進(jìn)行恒流充電，以此保證各個(gè)單體之間較為準(zhǔn)確的均衡狀態(tài)。但對(duì)蓄電池組，由于個(gè)體間的物理差異，各單體深度放電后難以達(dá)到完全一致的理想效果。即使放電后達(dá)到同一效果，在充電過程中也會(huì)出現(xiàn)新的不均衡現(xiàn)象。

　　3、定時(shí)、定序、單獨(dú)對(duì)鋰電池組中的單體電池進(jìn)行檢測(cè)及均勻充電。在對(duì)鋰電池組進(jìn)行充電時(shí)，能保證電池組中的每一個(gè)鋰電池不會(huì)發(fā)生過充電或過放電的情況，因而就保證了鋰電池組中的每個(gè)電池均處于正常的工作狀態(tài)。

　　4、運(yùn)用分時(shí)原理，通過開關(guān)組件的控制和切換，使額外的電流流入電壓相對(duì)較低的電池中以達(dá)到均衡充電的目的。方法效率比較高，但控制比較復(fù)雜。

　　5、以各電池的電壓參數(shù)為均衡對(duì)象，使各電池的電壓恢復(fù)一致。均衡充電時(shí)，電容通過控制開關(guān)交替地與相鄰的兩個(gè)電池連接，接受高電壓電池的充電，再向低電壓電池放電，直到兩電池的電壓趨于一致。該種均衡方法較好的解決了鋰電池組電壓不平衡的問題，但該方法主要用在電池?cái)?shù)量較少的場(chǎng)合。

　　6、整個(gè)系統(tǒng)由單片機(jī)控制，單體電池都有獨(dú)立的一套模塊。模塊根據(jù)設(shè)定程序，對(duì)各單體電池分別進(jìn)行充電管理，充電完成后自動(dòng)斷開。該方法比較簡(jiǎn)單，但在單體電池?cái)?shù)多時(shí)會(huì)使成本大大增加，也不利于系統(tǒng)體積的減小。

　　均衡充電注意事項(xiàng)

　　1、注意隨時(shí)調(diào)整充電的電壓設(shè)定值

　　使用均衡充電需要注意的事項(xiàng)包括對(duì)電壓的靈活設(shè)定，通常表現(xiàn)在充電前期和中后期，應(yīng)根據(jù)電池的實(shí)際狀況，靈活性的設(shè)定與之相匹配的電壓值。以免因?yàn)樵O(shè)定的不夠準(zhǔn)確，而導(dǎo)致無法正常消化輸入的電流量，唯有正確的設(shè)定才能實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　2、充分掌握可能會(huì)遇到的故障和問題

　　使用均衡充電需要注意的事項(xiàng)還包括對(duì)故障問題的掌握，要知道任何質(zhì)量水準(zhǔn)的裝置，都可能會(huì)因?yàn)椴磺‘?dāng)?shù)氖褂枚l(fā)故障，需要將經(jīng)常性出現(xiàn)的問題全部掌握。在遇到相似情形的前提下，可以進(jìn)行精準(zhǔn)而快速的判定，不會(huì)貽誤正常的運(yùn)行時(shí)機(jī)。

　　3、注重挑選與電流量相匹配的均衡設(shè)備

　　使用均衡充電還需注意的事項(xiàng)包括設(shè)備的挑選，必須與電流量達(dá)到百分之百的契合，稍微高一些也能承載，但是如果低于正常水平，則不利于設(shè)備在穩(wěn)定狀態(tài)下的充電。建議購(gòu)買者要挑選和電流量一致的均衡設(shè)備，才能避免該類問題的產(chǎn)生。

　　采用單節(jié)鋰電池保護(hù)芯片設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了多節(jié)鋰電池串聯(lián)的電池組保護(hù)板，除可完成必要的過電壓、欠電壓、過電流和短路保護(hù)功能外，還可以實(shí)現(xiàn)均衡充電功能。如果沒有均衡充電，電量差距越來越大。慢慢累計(jì)起來，自放電最高的那一節(jié)就成了木桶中最短的那塊板。鉛酸電池在涓流充電的時(shí)候，已經(jīng)是近似于過充電了，充滿的單節(jié)發(fā)熱，沒充滿的單節(jié)再充。