下载后可任意编辑利用電池均衡技術提高鋰離子電池組的容量(下)上網時間 : 01 月 17 日 打 印 版 推 薦 給 同 仁 發 送 查 詢 在上一期《利用電池均衡技術提高鋰離子電池組的容量》一文中已經闡述了電池均衡、 SOC 均衡處理、 容量／能量最大化、 鋰離子電池自放電、 SOC 匹配, 以及軟短路等概念和技術方法。本文將進一步討論電池均衡原理以及 SOC 調整, 對在放電過程和充電過程中均衡電池提出幾點注意事項以及電池均衡建議, 並討論均衡電路的功能要求。 電池均衡原理 圖 2 為当前所用的電池均衡電路。Cell1 和 Cell3 表示電池, (R1, T1)到(R3, T3)為均衡電路。此處假設電晶體 T1、 T2、 T3 以及電阻 R1、 R2 和 R3 為電池監測器的外部元件, 實際上能够將它們整合在電池監測器中, 但考慮到面積和功耗問題, T1、 T2和 T3 的體積必須縮小。將這些電晶體整合在晶片中可將均衡電流降低到 10mA 以下, 延長失配電池的均衡時間。另外, 為避开電池監控器內部發熱引起 A/D 轉換器和類比調整電路性能退化而產生錯誤測量結果, 每次應當只對一個電池進行均衡。 例如, 假設在電池放電過程中對 Cell1 進行均衡, 此時充電器斷開, 電晶體 T2 和 T3 保持切斷, T1 導通。電池的電路連接如圖 3 所示, 圖 4 是其戴維寧等效電路。從等效電路中可得出電晶體 T1 構成的 Cell1 放電路徑並沒有從 Cell2 和 Cell3 吸收電流的結論。因此, 電晶體 T1 只對 Cell1 進行放電。同樣, T2 和 T3 也只分別對 Cell2 和 Cell3放電。 另一方面, Cell1 的放電路徑與負載電阻有關。假如負載電阻比 R1+T1 高, 那麼大部份放電電流會通過功率電晶體 T1。然而, 假如負載電阻較低, 部份放電電流便會通過負載, 因而降低了均衡效率。 電池均衡等效放電電阻的運算公式為: 下载后可任意编辑HSPACE=12 ALT=""> 為減少放電時間, 功率電晶體的導通電阻必須非常小, 同時 R1 電阻也必須盡可能小。一般負載電阻與系統有關, 難以控制。建議選用阻值高過R1+T1 的負載電阻, 這樣大部份放電電流會通過功率電晶體而不是負載。由於負載電流微乎其微, 或者根本沒有, 因此首次調整時的效率會比較高。 典型的初始化調整時間可長達 18小時。如圖 5 所示, 假如在充電過程中進行電池均衡, 則充電器提供的電流為 Icharge, 而 Icharge = I'charge+Iload。電池的實際充電電流為 I'c...
