锂离子电池的均衡技术是什么?

2020-09-22 15:21 ryder

锂离子电池的均衡技术是什么?
 
锂电池组是由多个单体锂电芯通过串联和并联的方式组合而成,由于锂电芯都会存在个体差异,为了解决电池充电一致性问题,行业已广泛应用均衡技术,目前行业已将均衡技术分为被动均衡法、主动均衡法、内均衡法三种。
 
一)常用的均衡方法是基于功率电路的主动均衡法和被动均衡法。在被动均衡方法中,一个高工作电压的单个充电电池根据功率电路连接到一个输入电阻充放电,根据更多的功率电路,可以确定其工作电压是否与其他单个充电电池的工作电压相同,如果一个充电电池被终止,则被动均衡方法的缺点是单个充电电池的能量消耗,热量产生,均衡时间长。
 
被动均衡法的特点是当均衡电流小于一定值时,部件成本相对较低,但存在两个问题:
 
1.通过电阻消耗能量会发热,且消耗的是充电电流;
 
2.静态数据均衡时,只适合对小型电池起作用;
 
二)主动均衡法是根据充电时电阻的消耗量将电池的动能转移到工作电压较低的电池。
 
主动均衡法的关键特点是数字功率放大器均衡电源电路,在整个过程中高效率给电池充放电并实现静态数据均衡,均衡电流大,平衡速率快,但存在的主要问题是成本高,结构复杂。目前电动汽车上这类大型的电池电源管理上基本使用了主动式均衡的技术。
 
三)内均衡法是在整个充电过程中使用bms,根据电流调整和运行电池充电操作电压优化算法,使各单个充电单元给锂电池充电量达到基本一致。内均衡技术简单,没有动能损伤,没有额外的电池充电过程,对电池循环次数没有危害,没有增加硬件配置机设备,但如果电池充电相位距离很大,则需要很长的时间来均衡。
 
充电电池的不一致性来源于电池的电阻、体积和容量,而传统的一致性评价方法和均衡法作为一种保障措施,并不能合理地提高锂电池的容量和使用寿命,因此不能改善锂电池一致性问题对组合充电电池应用的负面影响。
 
由于直流内阻、工作电压和容量是锂电池的主要参数,充电过程的基础不会在一个或多个循环中改变。经过科学研究,以soc为平衡参考对象,确定均衡目标的相关性,灵活使用均衡时间来减小均衡电路的体积。

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