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鋰電池保護板的被動均衡和主動均衡方式

來源:存能電氣  日期:2019-09-18 13:38  瀏覽量:

  鋰電池保護板的被動均衡和主動均衡方式。在傳統(tǒng)能耗型BMS系統(tǒng)中,均衡方式主要以被動均衡為主。其中,起到關鍵作用的鋰電池保護板均衡系統(tǒng)也引起了廣泛關注。目前市場上均衡多串聯(lián)的電池系統(tǒng)有傳統(tǒng)的被動均衡和主動均衡兩種方式。

  鋰電池保護板的被動均衡和主動均衡方式

鋰電池保護板.jpg

  1.被動均衡

  被動均衡一般通過電阻放電的方式,對電壓較高的鋰電池進行放電,以熱量形式釋放電量,為其他電池爭取更多充電時間。這樣整個系統(tǒng)的電量受制于容量最少的電池。充電過程中,鋰電池一般有一個充電上限保護電壓值,當某一串電池達到此電壓值后,鋰電池保護板會切斷充電回路,停止充電。如果充電時的電壓超過這個數(shù)值,也就是俗稱的“過充”,鋰電池就有可能燃燒或者爆炸。因此,鋰電池保護板一般都具備過充保護功能,防止電池過充。

  被動均衡的優(yōu)點是成本低和電路設計簡單;而缺點為是以最低電池殘余量為基準進行均衡,無法增加殘量少的電池的容量,及均衡電量100%以熱量形式被浪費。

  2.主動均衡

  主動均衡是以電量轉移的方式進行均衡,效率高,損失小。不同廠家的方法不同,均衡電流也從1~10?A不等。目前市場上出現(xiàn)的很多主動均衡技術不成熟,導致電池過放,加速電池衰減的情況時有發(fā)生。市場上的主動均衡大多采用變壓原理,依托于芯片廠家昂貴的芯片。并且此方式除了均衡芯片外,還需要昂貴的變壓器等周邊零部件,體積較大,成本較高。

  主動均衡帶來的好處顯而易見:效率高,能量被轉移,損耗只是變壓器線圈損耗,占比?。痪怆娏骺梢栽O計的大,達到幾安甚至10A級別,均衡見效快。雖然有這些好處,主動均衡也帶來了新的問題。首先是結構復雜,尤其是變壓器方案。幾十串甚至上百串電池需要的開關矩陣如何設計,驅動要怎么控制,這都是令人頭痛的問題?,F(xiàn)在有主動均衡功能的BMS售價會高出被動均衡的很多,這也多少限制了主動均衡BMS的推廣。

  被動均衡適合于小容量、低串數(shù)的鋰電池組應用,主動均衡適用于高串數(shù)、大容量的動力型鋰電池組應用。對BMS來講,除了均衡功能非常重要,背后的均衡策略更為重要。

  鋰電池保護板均衡原理

  常用的均衡充電技術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,應保證每節(jié)電池均衡充電,否則使用過程中會影響整組電池的性能和壽命。

  鋰電池在充電過程中,每節(jié)鋰電池都設有一個均衡電路,在充電時通過鋰電池保護板的均衡電路來控制每節(jié)電池的電壓,使每一串電池保持相同狀態(tài),保證鋰電池的性能和壽命。

  如果鋰電池保護板均衡電路設定的穩(wěn)壓電源是4.2V,當鋰電池沒有達到4.2V時,每節(jié)鋰電池繼續(xù)充電,均衡電路不起作用,充電電流繼續(xù)從鋰電池上通過:當鋰電池有一個達到4.2V時,均衡電路開始工作,它會把電壓一直穩(wěn)定到4.2V,即充電電流就不再經(jīng)過鋰電池了。

  總結:鋰電池保護板主動均衡和被動均衡都可以算劍宗,一個輕劍一個重劍,均衡策略算是氣宗。只有氣劍同練,才好在市場上華山論劍。

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