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锂离子电池保护板的被动均衡和主动均衡方式以及保护板均衡原理介绍
锂离子电池保护板的被动均衡和主动均衡方式以及保护板均衡原理介绍
  • 发布时间:2020-10-21 17:20

锂离子电池保护板的被动均衡和主动均衡方式以及保护板均衡原理介绍

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锂离子电池保护板的被动均衡和主动均衡方式

1.被动均衡


被动均衡一般通过电阻放电的方式,对电压较高的锂离子电池进行放电,以热量形式释放电量,为其他电池争取更多充电时间。这样整个系统的电量受制于容量最少的电池。充电过程中,锂离子电池一般有一个充电上限保护电压值,当某一串电池达到此电压值后,锂离子电池保护板会切断充电回路,停止充电。假如充电时的电压超过这个数值,也就是俗称的过充,锂离子电池就有可能燃烧或者爆炸。因此,锂离子电池保护板一般都具备过充保护功能,防止电池过充。


被动均衡的优点是成本低和电路设计简单;而缺点为是以最低电池残余量为基准进行均衡,无法新增残量少的电池的容量,及均衡电量100%以热量形式被浪费。


2.主动均衡


主动均衡是以电量转移的方式进行均衡,效率高,损失小。不同厂家的方法不同,均衡电流也从1~10?A不等。目前市场上出现的很多主动均衡技术不成熟,导致电池过放,加速电池衰减的情况时有发生。市场上的主动均衡大多采用变压原理,依托于芯片厂家昂贵的芯片。并且此方式除了均衡芯片外,还要昂贵的变压器等周边零部件,体积较大,成本较高。


主动均衡带来的好处显而易见:效率高,能量被转移,损耗只是变压器线圈损耗,占比小;均衡电流可以设计的大,达到几安甚至10A级别,均衡见效快。虽然有这些好处,主动均衡也带来了新的问题。首先是结构复杂,尤其是变压器方法。几十串甚至上百串电池要的开关矩阵如何设计,驱动要怎么控制,这都是令人头痛的问题。现在有主动均衡功能的BMS售价会高出被动均衡的很多,这也多少限制了主动均衡BMS的推广。


被动均衡适合于小容量、低串数的锂离子电池组应用,主动均衡适用于高串数、大容量的动力型锂离子电池组应用。对BMS来讲,除了均衡功能非常重要,背后的均衡策略更为重要。


锂离子电池保护板均衡原理


常用的均衡充电技术包括恒定分流电阻均衡充电、通断分流电阻均衡充电、平均电池电压均衡充电、开关电容均衡充电、降压型变换器均衡充电、电感均衡充电等。成组的锂离子电池串联充电时,应保证每节电池均衡充电,否则使用过程中会影响整组电池的性能和寿命。


锂离子电池在充电过程中,每节锂离子电池都设有一个均衡电路,在充电时通过锂离子电池保护板的均衡电路来控制每节电池的电压,使每一串电池保持相同状态,保证锂离子电池的性能和寿命。


假如锂离子电池保护板均衡电路设定的稳压电源是4.2V,当锂离子电池没有达到4.2V时,每节锂离子电池继续充电,均衡电路不起用途,充电电流继续从锂离子电池上通过:当锂离子电池有一个达到4.2V时,均衡电路开始工作,它会把电压一直稳定到4.2V,即充电电流就不再经过锂离子电池了。


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