鋰電池包一般由一個(gè)或幾個(gè)電池組并聯(lián)，每個(gè)電池組由3到4個(gè)電池串聯(lián)構(gòu)成。這種組合方式能一起滿(mǎn)意筆記本電腦、醫(yī)療設(shè)備、測(cè)驗(yàn)儀器及工業(yè)使用所需的電壓和 功率要求。但是，這種使用遍及的配置一般并不能發(fā)揮其最大成效，因?yàn)榧偃缒硞€(gè)串聯(lián)電池的容量與其它電池不匹配將會(huì)下降整個(gè)電池包的容量。 電池容量的不匹配包含充電狀況(SOC)失配和容量/能量(C/E)失配。在兩種情況下，電池包的總?cè)萘慷贾荒艿竭_(dá)最弱電池的容量。在大多數(shù)情況下，引起 電池失配的原因是工藝操控和檢測(cè)手法的不完善，而不是鋰離子本身的化學(xué)特點(diǎn)改變。棱柱形鋰電池(LiIon prismatic cell)在出產(chǎn)時(shí)需求更強(qiáng)的機(jī)械壓力，電池之間更容易產(chǎn)生差異。此外，鋰離子聚合物電池也會(huì)因?yàn)檫x用新的工藝而呈現(xiàn)電池之間的差異。 選用電池均衡處理技能可解決SOC和C/E失配問(wèn)題，然后改善串聯(lián)鋰電池包的性能。經(jīng)過(guò)在初始調(diào)理進(jìn)程中對(duì)電池進(jìn)行均衡處理能夠糾正電池失配問(wèn)題，爾后只 需在充電進(jìn)程中進(jìn)行均衡即可，而C/E失配則有必要在充、放電進(jìn)程都進(jìn)行均衡。雖然對(duì)于某個(gè)電池廠(chǎng)商而言其產(chǎn)品缺點(diǎn)率可能很低，但為了防止呈現(xiàn)電池使用壽命 過(guò)短的問(wèn)題，咱們依然有必要供給進(jìn)一步的質(zhì)量保證。 電池均衡的界說(shuō) 作業(yè)電壓為6V 或以上的便攜式設(shè)備選用串聯(lián)電池包供電，這種情況下電池包的總電壓為各串聯(lián)電池電壓之和。便攜式電腦的電池包一般由三、四個(gè)電池串聯(lián)而成，標(biāo)稱(chēng)電壓為 10.8V或14.4V。在大多數(shù)此類(lèi)使用中，單個(gè)串聯(lián)電池包無(wú)法供給設(shè)備所需能量。目前最大的電池(如18650)可供給2,000mAh(毫安 ·小時(shí))能量，而電腦需求50-60Whr(5,000-6,000mAh)的能量，因而有必要給串聯(lián)的每個(gè)電池并聯(lián)三個(gè)電池。 電池均衡是指對(duì)串聯(lián)電池包中不同的電池(或電池組)選用差分電流。串聯(lián)電池包中每個(gè)電池的電流一般是相同的，因而有必要給電池包添加額定的元件和電路來(lái)完成 電池均衡。只有當(dāng)電池包中的電池是串聯(lián)的，一起串聯(lián)電池等于或大于三級(jí)時(shí)才會(huì)考慮電池均衡問(wèn)題。當(dāng)電池包中一切電池都滿(mǎn)意下面兩個(gè)條件時(shí)，便完成了電池均 衡： 1. 假如一切電池的容量相同，那么當(dāng)它們的相對(duì)充電狀況相一起便完成了電池均衡。SOC一般以當(dāng)前容量與額定容量的百分比來(lái)表示，因而，開(kāi)路電壓(OCV)可 作為SOC的一個(gè)衡量標(biāo)準(zhǔn)。假如一個(gè)不均衡電池包中的一切電池能夠經(jīng)過(guò)差分充電到達(dá)滿(mǎn)容量(均衡點(diǎn))，它們便能夠進(jìn)行正常的充放電而無(wú)需任何額定的調(diào)整， 一般這種調(diào)整是一次性的。用戶(hù)在使用新電池時(shí)，一般需求求對(duì)電池進(jìn)行長(zhǎng)期充電，這個(gè)進(jìn)程實(shí)際上包含一次完好的放-充電。該進(jìn)程使負(fù)載最小化，并使電池充 電時(shí)刻最長(zhǎng)，下降對(duì)電池均衡電路的要求。 2. 假如電池的容量不同，當(dāng)SOC相一起也以為它們是均衡的。但SOC僅僅一個(gè)相對(duì)值，每個(gè)電池容量的絕對(duì)值是不同的。為了使容量不同的電池的SOC相同，每次對(duì)串聯(lián)電池進(jìn)行充放電時(shí)都有必要使用差分電流。正常充放電的時(shí)刻比初次充放電更短，并需求更大的電流。 當(dāng)電池包中的電池不均衡時(shí)，它的可用容量將減少，串聯(lián)電池包中容量最低的電池將決定電池包的總?cè)萘?。在不均衡電池包中，一個(gè)或幾個(gè)電池會(huì)在其它電池尚需充電時(shí)便已到達(dá)最大容量。而在放電時(shí)，未徹底充電的電池又會(huì)比其它電池先放完電，使電池包因電壓不足而提早停止供電。 一般，電池之間容量的差異低于3%。假如串聯(lián)鋰電池包的某個(gè)電池不合標(biāo)準(zhǔn)，或者在封裝前放置過(guò)久，在充滿(mǎn)電后電壓差可達(dá)150mV，然后使電池包的總?cè)萘肯陆?3-18%。 SOC均衡處理 假如電池包中一切電池的容量相同，咱們便選用SOC均衡處理。當(dāng)一切電池的SOC值相一起咱們以為電池是均衡的。 單個(gè)電池的充電狀況界說(shuō)為： SOC=C/CTOTAL% 單個(gè)電池的容量界說(shuō)為： C=(i×t)mAh 為了確定某個(gè)電池的容量，咱們將該電池徹底放電然后再充電，并在充電進(jìn)程中的不一起間進(jìn)行電流丈量，直到到達(dá)4.20V的開(kāi)路電壓。最佳性能電池在該狀況下的SOC為100%，SOC為50%的OCV電壓一般稱(chēng)為VMID，其典型值為3.67V。 為了給容量不同的電池充電使它們到達(dá)相同的SOC，要求一些電池的充/放電量有必要比其它電池多，這有必要使用差分電流。咱們將這個(gè)進(jìn)程稱(chēng)之為容量/能量最大化。 容量/能量最大化 容量/能量最大化是指將電池包中一切串聯(lián)電池設(shè)置為相同的SOC，即使它們的容量不同。在一切時(shí)刻內(nèi)辦理SOC，使電池包的輸出能量到達(dá)最大。為了使輸出 能量最大化，一切的電池都有必要充滿(mǎn)電。即，一切電池的SOC有必要為100%。假如電池的容量不同，一些電池的充/放電就會(huì)比其它電池更多。例如，假定一個(gè) 電池包有三個(gè)串聯(lián)電池，C1＞C2=C3。均衡這個(gè)電池包的僅有辦法是給容量較高的電池(C1)施加一個(gè)差分充電電流。 在電池包放電時(shí)也有必要如此，不然當(dāng)容量最小的電池到達(dá)關(guān)斷電壓時(shí)，整個(gè)電池包便會(huì)停止放電，而此刻其它電池仍有剩余容量，這樣使總?cè)萘肯陆?。久而久之，容量最小的電池便?huì)比其它電池性能闌珊更快，經(jīng)過(guò)多個(gè)充/放電周期后將加快容量損耗。 經(jīng)過(guò)匹配串聯(lián)電池的電壓，將從高容量電池羅致更多電流。放電時(shí)要求經(jīng)過(guò)均衡消耗掉一些額定的電壓，在最后當(dāng)一切電池都到達(dá)0SOC時(shí)，從電池包中取得的總電能相對(duì)于均衡前依然會(huì)添加。 一般圓柱形鋰離子電池(cylindrical cell)的質(zhì)量操控一般都較好，電池容量不同不超越±3%。輸入容量基本上比較準(zhǔn)確，不同不超越幾個(gè)mAs(毫安·秒)。因而，電池容量絕對(duì)值也基本準(zhǔn)確，SOC的差異在幾個(gè)百分點(diǎn)以?xún)?nèi)。