鋰電池組均衡充電電路分為哪幾類？
來源：寶鄂實業(yè)
2020-05-09 10:40
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針對電池組均衡充電電路拓撲的設計，國內(nèi)外研究人員提出了許多種不同的電路拓撲結(jié)構(gòu)。由均衡過程中電路對能量的消耗情況，可將電池組均衡充電電路分為能量耗散型和能量非耗散型兩大類。
1、能量耗散型均衡是通過在電池組中各單體電池兩端分別并聯(lián)分流電阻進行放電，從而實現(xiàn)均衡。分流電阻放電均衡電路是最為直接的均衡技術(shù)，該技術(shù)是通過分流電阻對容量高的單體電池進行放電，直至所有單體電池容量在同一水平。
2、相對于能量耗散式均衡，能量非耗散式均衡電路能耗更小但相對電路結(jié)構(gòu)更為復雜。
①飛渡電容發(fā)是將每一節(jié)電池并聯(lián)一個電容，通過開關(guān)這個電容可以并聯(lián)到本身這節(jié)電池上，也可以并聯(lián)到相鄰的電池。當某節(jié)電池電壓過高，首先將電容與電池并聯(lián)，電容電壓與電池一致，然后將電容切換到相鄰的電池，電容給電池放電，實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)移。
②開關(guān)電容法均衡對于由n節(jié)單體電池串聯(lián)組成的動力電池組，開關(guān)電容法均衡電路需要n-1個電容元件和2n個開關(guān)器件。以單體電池B1和B2端電壓不一致為例，控制過程中，存在兩種狀態(tài)，該電路的缺點是只能用于單體電池間的端電壓均衡，同時只能實現(xiàn)相鄰單體電池間的能量流動，因此當串聯(lián)電池數(shù)目較多時，均衡時間相對較長。
③雙層電容法均衡電路也是對開關(guān)電容法電路的一個推導與變換，區(qū)別在于該電路使用了兩層開關(guān)電容來實現(xiàn)電池間的能量轉(zhuǎn)移。相比較開關(guān)電容法均衡電路，該電路的優(yōu)點是利用增加的外層開關(guān)電容，使得單體電池不僅可以和相鄰的單體電池進行電壓均衡，同時還可以和非相鄰的單體電池均衡，因此均衡速度得以提高。
在電池組的各單體電池上附加一個并聯(lián)均衡電路,以達到分流的作用。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(zhuǎn)化成熱能，繼續(xù)對未充滿的電池充電。該方法簡單，但會帶來能量的損耗，不適合快充系統(tǒng)。
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(tài)。但對蓄電池組，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(xiàn)新的不均衡現(xiàn)象。
定時、定序、單獨對蓄電池組中的單體蓄電池進行檢測及均勻充電。在對蓄電池組進行充電時，能保證蓄電池組中的每一個蓄電池不會發(fā)生過充電或過放電的情況，因而就保證了蓄電池組中的每個蓄電池均處于正常的工作狀態(tài)。
運用分時原理，通過開關(guān)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。該方法效率比較高，但控制比較復雜。
以各電池的電壓參數(shù)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(guān)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。該種均衡方法較好的解決了電池組電壓不平衡的問題，但該方法主要用在電池數(shù)量較少的場合。
整個系統(tǒng)由單片機控制，單體電池都有獨立的一套模塊。模塊根據(jù)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。該方法比較簡單，但在單體電池數(shù)多時會使成本大大增加，也不利于系統(tǒng)體積的減小。
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