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鋰電池組的主動平衡方案

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2012年03月27日  

一個個單獨的鋰離子電池在組合成電池組的時候,會遇到擱置時電量失衡、充電時電量不平衡的問題,被動平衡方案通過將弱勢電池(吸收電流較小)在充電過程中獲得的相對于強(qiáng)勢電池(能夠吸收更多電流)來說多余的電流分流給電阻的方法,使鋰電池組充電過程得以平衡,但是,“被動平衡”并不能解決放電過程中每一個小電池的平衡,這就需要一種新的方案——主動平衡——來解決。
    主動平衡拋棄了被動平衡消耗電流的方法,改成了傳送電流的方法。負(fù)責(zé)電荷傳送的設(shè)備是一種電源轉(zhuǎn)換器,這種設(shè)備使電池組內(nèi)的小電池?zé)o論是在充電、放電還是閑置狀態(tài)都能傳送電荷,從而使小電池之間可經(jīng)常保持動態(tài)平衡。
    由于主動平衡方法的電荷傳送效率極高,因此,可以提供較高的平衡電流,這意味著,這種方法在鋰電池充電、放電和閑置時的平衡能力更強(qiáng)。
    1、快速充電能力強(qiáng):主動平衡功能可以使電池組內(nèi)各小電池更快地達(dá)到平衡,所以,快速充電的安全性更高,適宜于更大電流的高倍率充電方式。
    2、閑置時:即使各個小電池已達(dá)到了充電時的平衡狀態(tài),但由于溫度梯度不同,有的小電池內(nèi)部溫度高些,有的小電池內(nèi)部低些,也會令每個小電池的內(nèi)部漏電速度不同,試驗數(shù)據(jù)顯示,電池每升高10℃,漏電率便上升一倍,主動平衡功能可確保閑置鋰電池組內(nèi)的小電池“不斷”地重新獲得平衡,這有利于電池組內(nèi)儲存的電量能被充分利用,使電池組工作能力結(jié)束時,單個的小鋰電池殘余電量最小。
    3、放電時:沒有放電能力達(dá)到100%的鋰電池組,這是因為,一組鋰電池工作能力的結(jié)束是由某一個最先放完電的小鋰電池決定的,并不能保證所有的小鋰電池能同時達(dá)到放完電量。相反,會有個別的小鋰電池保持有未用的殘余電能。通過主動平衡方法,鋰電池組在放電時,內(nèi)部的大容量鋰電池會將電能分配給小容量鋰電池,因此,小容量鋰電池也可以充分放電,而且,電池組內(nèi)不會有殘余的電能留下,具備主動平衡功能的電池組擁有較大的實際儲電量(即,可以釋放出更接近于標(biāo)稱容量的電能)。
最后說明一下,主動平衡方法所采用的系統(tǒng)性能取決于平衡電流與電池充電/放電效率之間的比例。一組鋰電池的不平衡率越高,或者電池組充電/放電率越大,所需要的平衡電流就越高。當(dāng)然,這種用來平衡的電流消耗相對于因內(nèi)部平衡而獲得的額外電流來說是相當(dāng)劃算的,況且,這種主動平衡還有利于鋰電池組壽命的延長。

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