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分享一下幾種電池的均衡電路

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年06月29日  

新能源和電動汽車的開展,都會用到能量密度比較高的鋰電池。而鋰電池串聯使用過程中,為了保證電池電壓的共同性,必然會用到電壓均衡電路。今日跟咱們一起分享一下,我在作業中用過幾種電池的均衡電路,希望對咱們有所協助。


最簡略的均衡電路便是負載耗費型均衡,也便是在每節電池上并聯一個電阻,串聯一個開關做操控。當某節電池電壓過高時,打開開關,充電電流經過電阻分流,這樣電壓高的電池充電電流小,電壓低的電池充電電流大,經過這種辦法來完成電池電壓的均衡。


但這種辦法只能適用于小容量電池,關于大容量電池來說是不現實的。


負載耗費性均衡的示意圖


第二種均衡辦法我沒有試驗過,便是飛渡電容法。簡略的說便是每一節電池并聯一個電容,經過開關這個電容既能夠并聯到自身這節電池上,也能夠并聯到相鄰的電池。


當某節電池電壓過高,首先將電容與電池并聯,電容電壓與電池共同,然后將電容切換到相鄰的電池,電容給電池放電。完成能量的搬運。


由于電容并不耗費能量,所以能夠完成能量的無損搬運。但這種辦法太繁瑣了,現在的動力電池動不動幾十節串聯,要是選用這種辦法,需求很多開關來操控。


飛渡電容法作業原理圖,僅僅畫出相鄰兩節電池的均衡原理圖


第一次做均衡,是做的一款動力電池組的充電,電池容量80ah的兩組并聯,要求均衡電流為10a。本來了解的一點均衡的原理底子不夠用,這么大電流都相當于一個一個的小模塊了,最后還真的是選用n個小模塊串聯,每節電池并聯一個小模塊,如果單體電池電壓低于設定值,啟動相應的并聯模塊,對低電壓電池啟動充電,補充能量提升電壓,完成均衡。


自動均衡辦法能夠選用我前面說到的一個變壓器多路輸出的辦法。


如果你想使用下面的電路示意圖,做一個多路輸出的反激電源,使用各個模塊的輸出電壓來對電池完成均衡,我估量你需求很深的功力才能夠,因為單單穿插調整率這一項就很難。但是,使用這個電路,咱們能夠換一下思路,各路輸出不需求穩壓,當然為了避免開路損壞輸出電容,咱們能夠做一個簡略的原邊反應。然后在每路輸出到電池之間串聯一個電子開關,由于這種均衡是配合電池辦理系統一起作業的,因此每路輸出只要串聯一個電子開關,由辦理單元操控即可,哪路電壓地咱們就能夠打開這個電子開關,有電源輸出給該節電池充電,直到一切單體電池電壓到達咱們的期望值。


選用這種均衡辦法,曾經做過1000AH,7串電池及300AH,80串電池的均衡,均衡完成后,一切單體電池電壓能夠到達5mV以內。


多繞組變壓器法結構圖


自動均衡也能夠選用能量搬運的辦法。所謂能量搬運,既能夠是從整組電壓取能量向低電壓補充,也能夠是從將電壓過高的電池取能量向整組電壓反應。


我在一款通訊電源電源系統中用過第二種辦法完成過電池均衡。電路原理圖如下:


其時做的是16串鋰電池的均衡,分成了兩組,每組8只電池串聯,這兒只畫了6只描述作業原理。


如果電池B5電壓過高,操控Q5以PWM形式作業,當Q5注冊,電感L5儲能;當Q5封閉,電感貯存的能量就會經過D5給電池B1-B4充電,降低B5電池電壓抬高其余電池電壓,使用相同的原理能夠剖析其余電池組電壓過高時分的作業過程。


在試驗過程中,兩組之間各自選用這種辦法均衡。當兩組之間呈現偏差的時分,就能夠選用雙向DC-DC進行能量轉換了,這樣選用的模塊數量較少,規劃比較方便。


我其時沒有選用雙向DC-DC,而是簡略的選用能量耗費性做兩組之間電池的均衡。從最終的試驗作用來看,電池均衡仍是比較不錯的。


在均衡過程中,如果對每節電池供給一路充電模塊感覺歸于殺雞用牛刀,能量耗費型有達不到技術要求,也便是需求自動均衡,那么前面說到的變壓器一拖多輸出的辦法,或許更適合你的需求,選用合適的變壓器,做原邊反應限流的多路輸出反激電源即可。


其實,隨著動力電池的使用開展,不僅均衡,電池過充過放的維護,也便是咱們常說的維護板的使用也會越來越廣闊。咱們知道本來的18650電芯,十幾串的維護板用ic很常見,完成短路、過充維護、過放維護。但如果是幾十串的電芯呢,不知道有沒有觸摸過這方面資料的網友,能夠一起交流下。


這便是截止現在為止,我試驗過的四種電池均衡的辦法,均衡的電池從2AH到1000AH,串聯的節數從7串到120串。


個人感覺如下:


1.關于10AH以內的電池組,選用能量耗費型可能是比較好的選擇,操控簡略。


2.關于幾十AH的電池組來說,選用一拖多的反激變壓器,結合電池采樣部分來做電池均衡應該是可行的。


3.關于上百AH的電池組來說,可能選用獨立的充電模塊會好一些,因為上百AH的電池,均衡電流都在10多A左右,如果串聯節數再多一些,均衡功率都很大,引線到電池外,選用外部DC-DC或AC-DC均衡或許更安全。


現在的均衡都是以電池電壓共同作為均衡的結束條件,但隨著SOC計算越來越準確,容量共同的均衡應該是未來開展的趨勢。


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