锂电池均衡系统可解决电池组中单体电池电压不一致问题

2020-09-02 17:15 ryder

锂电池均衡系统可解决电池组中单体电池电压不一致问题。通常情况下,由于技术和生产原因,都会导致锂电池单体电芯存在一定差异,使得PACK后的锂电池组的利用率、使用寿命、安全性等方面的性能远不及单体电池。为了解决这一行业难题,使用具有高效均衡管理功能的电池管理系统可大幅提高动力锂电池组的整体性能,和延长锂电池组的使用寿命。降低整车的使用和维护成本。为电动车的推广提供强有力的技术保障。
 
锂电池组的一致性问题是指在电池组内串联单体电池之间在容量、内阻、SOC(电压)等方面的差异性,这直接决定了整组电池的使用性能,从而影响到电动车的动力性和续航里程。锂电池成组不一致的原因主要是单体电池的初始差异和电池成组后的结构、使用工况及环境导致的差异。
 
我们可以通过优化锂电池的制造工艺,减少电池的初始差异以此来缓解锂电池成组后带来的性能下降和寿命缩减等问题;比如在电池成组前进行筛选,将不一致性较小的锂电芯组合封装;在电池结构上充分考虑连接方式和结构对不一致性的影响;并且在使用过程中进行合理的电池管理,有效的均衡以及热管理,减少因使用条件不同或环境因素造成的单体电芯不一致。



瑞鼎电子阐述一下锂电池组不一致性的原因
 
①单体锂电池制造过程中,工艺和材质选用导致的不均衡,导致的细微差别出现的不锂电池参数不一致。
②锂电池正品装车使用时,由于锂电池组中各个单体电芯的电解液密度、温度和通风条件、自放电程度及充放电过程的呢过差别的影响,在每次充放电出现的微小差异累积导致的不均衡。
 
锂电池的均衡技术有哪几种?
 
1、被动均衡法:被动均衡法是通过电路将电压高的单体电池接通一个负载电阻来对它进行放电,通过比较电路来判断其电压是否与其他单体电池的电压相同,如果相同就停止放电,被动均衡法的缺点是消耗了单体电池的能量,产生热量,均衡时间长。
 
2、主动均衡法:主动均衡法是指在充放电时不把电压较高的电池能量通过电阻消耗掉,而是将其能量传递到电压较低的电池,从而实现锂电池组的均衡充放电;主动均衡电路复杂,不能同时对所有的电池进行均衡,可靠性有待提高。
 
3、内均衡法:内均衡法是利用BMS在对串联电池充电的过程中,通过调节充电电流和控制充电电压的拓扑算法,使得电池组中各单体电池荷电量达到基本一致。内均衡技术的特点是算法简单、没有能量损失、没有增加附加的充放电过程、不影响电池寿命、不增加硬件设备,但如果电池的荷电量相差很大,则需要较长的时间才能均衡。
 
从电池管理系统角度,在电池组使用过程中检测单体电池参数,尤其是动、静态情况下电压分布情况,掌握电池组中单体电池不一致性发展规律,对极端参数电池进行及时调整或更换,以保证电池组参数不一致性随使用时间而增大。同时从能量的管理和策略上,引入实用性电池组能量管理和均衡系统,制定合理的电池均衡策略,主动干预和降低电池的不一致性。
 
电池的不一致性来自于电池内阻、容量和SOC,而传统一致性评价方法和均衡方式以外电压一致性作为控制目标,并没有有效地提高电池组的可用容量,所以也不能改善电池组一致性问题对成组电池使用造成的不良影响。
 
由于直流内阻、极化电压、最大可用容量为电池的特定参数,在一次或连续的几次充放电过程中基本不发生变化,所以电池组的均衡主要通过调整各单体电池的SOC来实现。经研究,以SOC作为均衡的参考对象,均衡对象相对固定,充分利用均衡时间,提高均衡利用率来降低均衡电流容量。

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