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    鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源

    鋰電池包保護板均衡充電辦法和原理解析

    2021-04-26 ryder

    鋰電池包充電時,鋰電池包保護板外接電源正負極分別接電池包正負極BAT+和BAT-兩端,充電電流流經電池包正極BAT+、電池包中單節鋰電池1~N、放電控制開關器件、充電控制開關器件、鋰電池包保護板負極BAT-,電流流向


    鋰電池包保護板系統中控制電路部分單節鋰電池保護芯片的充電過電壓保護控制信號經光耦隔離后并聯輸出,為主電路中充電開關器件的導通供應柵極電壓;如某一節或幾節鋰電池在充電過程中先進入過電壓保護狀態,則由過電壓保護信號控制并聯在單節鋰電池正負極兩端的分流放電支路放電,同時將串接在充電回路中的對應單體鋰電池斷離出充電回路。

    在鋰電池包加工完成存放時間比較長的情況下,由于保護板各路靜態功耗的不同和各個電芯的自放電率不同,形成整組電池各串電池的電壓不一致。均衡對鋰電池包有均衡電壓的功能,從而能達到電池包容量的滿充、滿放的功效,使電池包發揮最大的功效。


    什么是充電均衡?


    充電均衡,簡稱均充,是均衡電池特性的充電,是指在電池的使用過程中,由于電池的個體差異、溫度差異等原由造成電池端電壓不平衡,為了戒備這種不平衡趨勢的惡化,要提高電池包的充電電壓,對電池進行活化充電,以達到均衡鋰電池包中各個電池特性,延長電池壽命的維護辦法。


    鋰電池包保護板均衡充電辦法


    常用的鋰電池包均衡充電技術包括恒定分流電阻均衡充電、通斷分流電阻均衡充電、均勻電池電壓均衡充電、開關電容均衡充電、降壓型變換器均衡充電、電感均衡充電等。成組的鋰電池租串聯充電時,應保證每節電池均衡充電,否則使用過程中會影響整組電池的性能和壽命。


    1、在鋰電池包的各單體電池上附加一個并聯均衡電路,以達到分流的用途。在這種模式下,當某個電池首先達到滿充時,均衡裝置能阻止其過充并將多余的能量轉化成熱能,持續對未洋溢的電池充電。該辦法簡單,但會帶來能量的損耗,不適合快充系統。


    2、在充電前對每個單體逐一通過同一負載放電至同一水平,然后再進行恒流充電,以此保證各個單體之間較為準確的均衡狀態。但對蓄電池包,由于個體間的物理差異,各單體深度放電后難以達到完全一致的理想效果。即使放電后達到同一效果,在充電過程中也會出現新的不均衡現象。


    3、按時、定序、單獨對鋰電池包中的單體電池進行測試及平均充電。在對鋰電池包進行充電時,能保證電池包中的每一個鋰電池不會發生過充電或過放電的情況,因而就保證了鋰電池包中的每個電池均處于正常的工作狀態。


    4、運用分時原理,通過開關組件的控制和切換,使額外的電流流入電壓相對較低的電池中以達到均衡充電的目的。該辦法效率比較高,但控制比較復雜。


    5、以各電池的電壓參數為均衡對象,使各電池的電壓恢復一致。均衡充電時,電容通過控制開關交替地與相鄰的兩個電池連接,接受高電壓電池的充電,再向低電壓電池放電,直到兩電池的電壓趨于一致。該種均衡辦法較好的處理了電池包電壓不平衡的問題,但該辦法緊要用在電池數量較少的場合。


    6、整個系統由單片機控制,單體電池都有獨立的一套模塊。模塊依據設定程序,對各單體電池分別進行充電管理,充電完成后自動斷開。該辦法比較簡單,但在單體電池數多時會使成本大大新增,也不利于系統體積的減小。


    鋰電池包保護板均衡充電原理


    單節鋰電池保護芯片數目根據鋰電池包電池數目確定,串聯使用,分別對所對應單節鋰電池的充放電、過流、短路狀態進行保護。

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