磷酸铁锂电池组的均衡充电的研究到底有什么意义

2020-11-04 16:30 ryder

磷酸铁锂电池组的均衡充电的研究到底有什么意义?磷酸铁锂电池有着超长的循环使用寿命,并且很高的安全性能,不过磷酸铁锂电池的一致性始终是一大技术难题,磷酸铁锂电池的一致性问题直接影响成品的使用寿命,正常情况下单体的磷酸铁锂电池寿命在2000-3000次,而成组后的使用寿命只有1000次左右,影响最大的因素就是电池的一致性,磷酸铁锂电池组的均衡充电还是很有必要的;
单节磷酸铁锂离子电池额定电压平台为3.2V,很明显单节电池远远不能满足电动汽车对动力锂电池电压等级的需求。另一方面,目前生产的单体磷酸铁锂离子电池额定容量有限。以沃特玛生产的圆柱体磷酸铁锂离子电池为例,作为国内磷酸铁锂能源解决方法优质供应商之一,其重要生产的单体磷酸铁锂离子电池额定容量不超过10Ah,很明显单体电池的容量也远不能满足电动汽车对动力锂电池容量的需求。因此,磷酸铁锂离子电池在使用过程中往往建议采用先并联后串联的方式连接。

磷酸铁锂电池

然而,由于单体电池生产过程中的性能参数的分散性,在电池组并、串联使用过程中随着充放电次数的新增,单体电池间的容量分散性会逐渐增大,从而导致动力锂电池组性能下降和循环寿命缩短[-1,17-18]。为此,需对动力锂电池组进行均衡充电,达到降低单体电池不一致性的影响,改善动力锂电池组性能,延长电动汽车续驶里程。磷酸铁锂离子电池过充电是引发电池不安全行为的最危险因素之一。锂离子电池的过充不安全行为重要来至于所采用的有机溶液电解质。有机溶液电解质因其不能做到像水溶液电池中的水可实现分解与复合的可逆过程,这也导致了其对过度充电甚为反映强烈。为保证电池组的充电安全性,电池组在实际应用中均需配置专用保护电路进行充电管理,从而防止单体电池过充电,并尽可能延长电池组使用寿命。

单体电池管理电路在连接至单体电池两端时将持续消耗电能。尽管电池管理系统在工作或不工作时通过设置低功耗模式可降低功耗,但仍将消耗电能,并且此时消耗的电能将大于单体电池的自放电电能。关于长期搁置的电动汽车而言,即使电动汽车不使用,但由于单体电池管理电路仍并联在单体电池上,将持续对电池过度放电,直至放电损坏。因此,为了防止因单体电池管理电路将电池放电损坏,要设计相应的自动掉电电路。该电路在电池电压低于设定的截止电压时可自动断开相应的单体电池管理电路。

 


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