生產廠家解析常用的鋰電池串聯使用的電壓均衡電路
因為鋰電池的特殊性，鋰電池組通常是搭載保護電路共同使用的，隨著鋰電池行業的發展，鋰電池的能量密度越來越高，動力鋰電池更傾向于使用高能量密度的鋰電池，在動力鋰電池的串聯使用中必須使用電壓均衡電路。鋰電池生產廠家和大家分享一下，經常使用的幾種電池均衡電路，希望對大家有所幫助。
一、負載消耗均衡方式
即在每個節電池上并聯一個電阻，串聯一個開關進行控制。當某串電芯的電壓過高時，被動打開開關，充電電流通過電阻分流。這樣，高電壓電池的充電電流較小，而低電壓電池的充電電流較大。通過這種方式，可以實現動力電池組的電壓的平衡。不過這種方式只適用于低容量的電池，越高容量，隨著需均衡的電流越大，這種方式的均衡將會更加吃力。
負載消耗平衡原理圖
二、擺度電容法
每一個電池都與一個電容器并聯，電容器可以與開關并聯。當某串電芯的電壓過高時，先將電容器與電池并聯，電容器電壓與電池電壓相同。然后電容器被切換到鄰近的電池，并且電容器放電電池。實現能量的轉移。由于電容器不消耗能量，它可以實現一個無損的能量轉移。如果是這種方式，就需要很多開關來控制。
飛度電容法的工作原理圖就是畫出兩個相鄰電池的均衡原理圖
第一個均衡是動力電池組的充電。80AH的電池容量與兩組并聯，均衡電流要求為10A。原平衡的原則理論上是不夠用的,如此大的電流相當于一個小模塊,最后還真的是使用n系列的小模塊,每個電池并聯一個小模塊,如果單體電池電壓低于設定值,并行啟動相應的模塊,開始給低電壓電池啟動充電,補充能量提高電壓,實現平衡。
下圖是當時采用的均衡電路原理圖。DC-DC輸入母線可以是電池電壓，也可以是其他模塊提供的直流輸入，可根據需要靈活配置。
主動均衡方法可以采用前面提到的變壓器多路復用方法。
我用這種平衡方法平衡了1000AH, 7系列電池和300AH, 80系列電池。平衡完成后，所有單體電池的電壓可達到5mV以內。
多繞組變壓器方法結構圖
主動均衡也可以采取能量轉移的形式。所謂能量轉移，既可以從整組電壓中獲取能量來補充低壓部分，也可以從電壓過高的電池中獲取能量來反饋整組電壓。
第二種方法在通信供電系統中實現電池均衡。電路原理圖如下:
所以我們所做的就是平衡16個鋰電池，把它們分成兩組，每組8個電池，這里我們只畫了6個描述它們是如何工作的。
在實驗過程中，兩組被均衡。當兩組有偏差時，可采用雙向DC-DC進行能量轉換，采用的模塊數量少，設計更方便。
這里并沒有使用雙向DC-DC，而是簡單地用能耗來平衡兩組之間的電池。從最終的測試結果來看，電池的平衡是比較好的。
如果電池B5電壓過高，控制Q5工作在PWM模式。當Q5打開時，電感器L5可以儲存能量。當Q5關閉時，電感器中儲存的能量通過D5給電池B1-B4充電，降低B5電池的電壓，提高剩余電池的電壓。同樣的原理也可以用來分析電壓過高時剩余電池組的工作過程。
平衡的過程中,如果覺得沒有必要給每個電池來提供所有的充電模塊,這樣做能量消耗達不到技術要求,還需要主動平衡,那么上述變壓器一拖多輸出方法,可能更適合,使用合適的變壓器作為原邊反饋的限流多路輸出反激電源就可以了。
隨著動力鋰電池應用的發展，不僅對電池的平衡、過充過放保護需恰當，同時也表示極板保護的應用會越來越廣泛。
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