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磷酸锂铁电池组均衡充电的概况

2021-06-11   点击量:58

在科学技术高度发达的今天,各种各样的高科技出现在我们的生活中,为我们的生活带来便利,那么你了解这些高科技可能会含有的磷酸锂铁电池组吗?


锂离子电池之间的容量差异是造成单电池充放电过度的根本原因。解决办法之一是给电池组均匀充电。目前,对平衡充电的研究重要集中在两个方面:一是平衡充电电路拓扑结构的设计,二是平衡控制策略的研究。目前的研究重点是平衡充电电路的拓扑设计,重要包括电阻放电平衡法、开关电容法、开关电感法、双向dc-dc变换器法、多绕组变压器法、分布式平衡法。


单节磷酸铁锂离子电池额定电压平台为3.2V,很明显单节电池远远不能满足电动汽车对动力锂离子电池电压等级的需求。另一方面,目前生产的单体磷酸铁锂离子电池额定容量有限。以沃特玛生产的圆柱体磷酸铁锂离子电池为例,作为国内磷酸铁锂能源解决方法优质供应商之一,其重要生产的单体磷酸铁锂离子电池额定容量不超过10Ah,很明显单体电池的容量也远不能满足电动汽车对动力锂离子电池容量的需求。


由于单体电池生产过程中的性能参数的分散性,在电池组并、串联使用过程中随着充放电次数的新增,单体电池间的容量分散性会逐渐增大,从而导致动力锂离子电池组性能下降和循环寿命缩短[-1,17-18]。为此,需对动力锂离子电池组进行均衡充电,达到降低单体电池不一致性的影响,改善动力锂离子电池组性能,延长电动汽车续驶里程。


锂离子电池的安全性最终取决于锂离子电池材料的热稳定性。单电池的不一致性使得锂离子电池在并联或串联使用时的热稳定性尤为突出。由于锂离子电池的材料特性,它对过热更加敏感,因此研究锂离子电池的保护电路就显得尤为重要。


单体电池管理电路在连接至单体电池两端时将持续消耗电能。尽管电池管理系统在工作或不工作时通过设置低功耗模式可降低功耗,但仍将消耗电能,并且此时消耗的电能将大于单体电池的自放电电能。有关长期搁置的电动汽车而言,即使电动汽车不使用,但由于单体电池管理电路仍并联在单体电池上,将持续对电池过度放电,直至放电损坏。


此外,单个电池管理电路的能耗也逐渐成为电池保护中要考虑的问题。针对单电池管理电路的能耗问题,在单电池管理电路中进行了低功耗设计,实现了对单片机的电压、温度等参数的检测。


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钜大特种电池工程研究院

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