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锂电池充电管理

锂电池充电管理 ⊙ 摘要: ?为了解决动力??锂电池组?使用中的㏕一致性问题,本文提出了一?种均衡充电管3理电…

锂电池充电管理

摘要: ?为了解决动力??锂电池组?使用中的㏕一致性问题,本文提出了一?种均衡充电管3理电路?的实现⊕方案。首先分析了单体锂电池的?特性;∑然后在比∶较各种均衡充电℅理论的基础?上,㎎选择?部分分m流法作?为?设计思㎝路,进行具体电路设计。多次锂电池组充放≤电实验表明,该均衡充电※管理?电路能%有效改善电池组充电的一致性?,提高电池组工作性能,延长使用寿命。∝

/本文?引用¢地址:http://www.eepw.com.cn/arti?cle/176*676.htm

随着国际原油价?格飞涨,各种新型能源的研究成为公众关注的焦?点。电能作?为动力¤能源已经在各种车辆上⊥得到广泛应用。锂电?池以具有较高的∴能量质量?比和能量体积比,无记忆效?应,可重复·充电次数多,使用寿命∪?较长等优点成为动力㎞电能的首选。

作为一种新型动力技术,锂电池在∨使?用中°必须串联才能+达到使用电压的需∷求?,单体性?能的参√差不齐并不全缘于电池生?产?技术问题,即使每只?电池出?厂时?电压?,⌒内阻完全一致,使用一段时间以后,也会产生差异,这使得?解mol决动力?电池充电技术问题″成∟为迫切需要解决<的技术问题。本设计在充分≯考虑工业成本控制?和稳定性要求的基础上,采用能耗型部分分μ流‰法对动力锂电?池充电进行均衡ml管理,改善了电池组充电的不平衡性,提高了工作性能。

?1 锂电池组充电方案选择

㏒1.? ?1 单?节锂电池充电∽?要求

对单节锂离子电池的充电要求( GB/ T18287 -200∣0) 首先是恒流充电,即电流一定,而电池电压随?着充电过程逐步升?高,当电池端≠?电压达到4. 2 V? (4.? 1V) ,改恒流充电为恒压充电,即电压一定,电流根据电芯§的饱和程?度,随着充电过∷程的2继续№逐步减*小,当?减小♀到1?0 mA 时,认?为充电终止,充电?曲线≌如图1 所示?。

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图1 ?锂电??池充电曲线

1. 2 锂电∩池组?充电特性

在动力电池组中由?于㏑各单体电池之=间存在?不一致性。连续的充放电循环导℉致的差异,将使某些?单体电池?的容量加速衰减¥,串?联电池组的容量m是由单体电池的最小容量决?定的,因此这些差异?将℡使电池组的使用寿命缩短。造?成这?种≒不平衡的主要原因有:

●电池?制作过程中?,由于?工艺等原因,同批次?﹢电池的容量、内阻等存在差异×;

●电∮池自放电≮率的不∏同,经∫长时∈间积累,造成电池?容量的差异;?

●电池使用=过程中,使用环境如温度、电路板的?差异,导致电池容量?的不平衡。锂电池充电管理

1??. 3 £充?电≦方案选择

为了减小不平衡性对锂电池组的影响,在充电过程中,要使用均?衡电路。

目前对于±锂电池﹥组进行均衡管理的方案主要有2种,?能耗型和回×馈型?。能?耗型是指给各个∞单体电池提供并o联支路,将电压过高′的单体电池通过分流转移电能℃达到均衡目的。回?馈型?是指@通过?能量转换器将单体之≧间的偏差能量??馈送回电池组或电池组中的某些单体。

理论上,当忽㈱略转换-效?率时,回馈不?消耗?能量,可实现动态均衡。但∠由于回馈型设计控制方法复杂∧,制造?成本㎏较高,‖本充电⊿器﹢采用能耗型设计。

能耗型?按能量回路?处理方式又可以分♂?为断流和㎜分流。?断流指在监控单体?电压变化的基础上,满足一≥定?条件时把单体电池?的充电回?路断开,充电电流完全通过旁路电∵阻。通÷3过 ?机械触点或电力电子部件组成的开关≈?矩㏄阵,≡动态﹣改变电池组内单体之间?的连接结?构。而分流$并不断开?工作回路◎,而是给?每只电池增加一个旁路电阻,当某单﹤体电池高于组内其?他电池时,¬将充电电£流的全部或一部分导〒%入旁路电阻。从而实现对各个¥单体电池?的>均衡充电。 由于?动㎡力锂电池组功率较大?,在综合考虑充电效率,热管理等方面?因1素之后,我们使用部分分流法为充电器的设计方案。

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作者: mgnqyz

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