鋰電池組均衡充電和并聯(lián)均衡充電方法

來源：存能電氣  日期：2019-05-21 09:57  瀏覽量：次

　　鋰電池組均衡充電和并聯(lián)均衡充電方法。均衡是解決鋰電池組單體差異性的關鍵技術。本文針對動力鋰電池成組使用，各節(jié)鋰電池均要求充電過電壓、放電欠電壓、過流、短路的保護，充電過程中要實現(xiàn)整組電池均衡充電的問題，對任意串聯(lián)數(shù)的成組鋰電池進行保護的含均衡充電功能的電池組保護板的設計方案。

　　什么是充電均衡？鋰電池組均衡充電原理

　　充電均衡，簡稱均充，是均衡電池特性的充電，是指在電池的使用過程中，由于電池的個體差異、溫度差異等原因造成電池端電壓不平衡，為了避免這種不平衡趨勢的惡化，需要提高電池組的充電電壓，對電池進行活化充電，以達到均衡鋰電池組中各個電池特性，延長電池壽命的維護方法。

　　鋰電池組由多只單體鋰電池串聯(lián)而成，由于單體的差異性，串聯(lián)充電時端電壓上升不一致會出現(xiàn)部分單體過充，部分單體充電不足的問題。均衡充電時所有電池并聯(lián)，常規(guī)充電和用電時串聯(lián)。均衡充電時所有電池并聯(lián)電壓相等，實現(xiàn)了各個電池的強制均衡。

　　鋰電池組均衡充電方法

　　在鋰電池組生產(chǎn)完成存放時間比較長的情況下，由于保護板各路靜態(tài)功耗的不同和各個電芯的自放電率不同，形成整組電池各串電池的電壓不一致。均衡對鋰電池組有均衡電壓的功能，從而能達到電池組容量的滿充、滿放的功效，使電池組發(fā)揮最大的功效。

　　常用的鋰電池組均衡充電技術包括恒定分流電阻均衡充電、通斷分流電阻均衡充電、平均電池電壓均衡充電、開關電容均衡充電、降壓型變換器均衡充電、電感均衡充電等。成組的鋰電池租串聯(lián)充電時，應保證每節(jié)電池均衡充電，否則使用過程中會影響整組電池的性能和壽命。

　　1、在鋰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)。

　　2、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。

　　3、定時、定序、單獨對鋰電池組中的單體電池進行檢測及均勻充電。在對鋰電池組進行充電時，能保證電池組中的每一個鋰電池不會發(fā)生過充電或過放電的情況，因而就保證了鋰電池組中的每個電池均處于正常的工作狀態(tài)。

　　4、運用分時原理，通過開關組件的控制和切換，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。

　　5、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。

　　6、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。

　　鋰電池組并聯(lián)均衡充電方法

　　1.二極管隔離并聯(lián)充電均衡法

　　以6只單體電池串聯(lián)為例，斷開開關S1—S5再接充電電源。二極管選用1N5401—5408，3A額定電流下實測二極管正向壓降為0.8V，正向壓降0.7V時流過二極管的電流很小。磷酸鐵鋰電池，最高充電電壓3.65V,實際考慮到延長電池壽命最高充電電壓定為3.5V，充電電壓=3.5+0.7+0.7=4.9V加上線路壓降選用5V電源很合適。

　　2.直接并聯(lián)充電均衡法

　　磷酸鐵鋰電池充電電壓選用3.5-3.6V，三元、聚合物電池選用4.1-4.2V。紅色鱷魚夾引線都焊接在一起接充電電源正極；黑色鱷魚夾引線都焊接在一起接充電電源負極。均衡充電時先斷開S1—S5，紅色鱷魚夾分別夾住各單體電池的正極；黑色鱷魚夾分別夾住單體電池的負極，所有電池實現(xiàn)了并聯(lián)。

　　以上就是鋰電池組均衡充電和并聯(lián)均衡充電方法，鋰電池組兩種均衡充電電壓都是按照充滿自停無需監(jiān)管的方式設定的，如果需要短時間、大電流、快速均衡且能保證監(jiān)管的情況下可以提高充電電壓。