鋰電池組是由多個單體鋰電芯通過串聯和并聯的方式組合而成,由于鋰電芯都會存在個體差異,為了解決電池充電一致性問題,行業已廣泛應用均衡技術,目前行業已將均衡技術分為被動均衡法、主動均衡法、內均衡法三種。
一)常用的均衡方法是基于功率電路的主動均衡法和被動均衡法。在被動均衡方法中,一個高工作電壓的單個充電電池根據功率電路連接到一個輸入電阻充放電,根據更多的功率電路,可以確定其工作電壓是否與其他單個充電電池的工作電壓相同,如果一個充電電池被終止,則被動均衡方法的缺點是單個充電電池的能量消耗,熱量產生,均衡時間長。
被動均衡法的特點是當均衡電流小于一定值時,部件成本相對較低,但存在兩個問題:
1.通過電阻消耗能量會發熱,且消耗的是充電電流;
2.靜態數據均衡時,只適合對小型電池起作用;
二)主動均衡法是根據充電時電阻的消耗量將電池的動能轉移到工作電壓較低的電池。
主動均衡法的關鍵特點是數字功率放大器均衡電源電路,在整個過程中高效率給電池充放電并實現靜態數據均衡,均衡電流大,平衡速率快,但存在的主要問題是成本高,結構復雜。目前電動汽車上這類大型的電池電源管理上基本使用了主動式均衡的技術。
三)內均衡法是在整個充電過程中使用bms,根據電流調整和運行電池充電操作電壓優化算法,使各單個充電單元給鋰電池充電量達到基本一致。內均衡技術簡單,沒有動能損傷,沒有額外的電池充電過程,對電池循環次數沒有危害,沒有增加硬件配置機設備,但如果電池充電相位距離很大,則需要很長的時間來均衡。
充電電池的不一致性來源于電池的電阻、體積和容量,而傳統的一致性評價方法和均衡法作為一種保障措施,并不能合理地提高鋰電池的容量和使用壽命,因此不能改善鋰電池一致性問題對組合充電電池應用的負面影響。
由于直流內阻、工作電壓和容量是鋰電池的主要參數,充電過程的基礎不會在一個或多個循環中改變。經過科學研究,以soc為平衡參考對象,確定均衡目標的相關性,靈活使用均衡時間來減小均衡電路的體積。
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