锂电池主动均衡理解

Posted 2020-08-28 s--1

锂电池主动均衡方案总结：

来自： http://wenku.baidu.com/link?url=EWiyACZ3aLPhcOjI4FZL3uQ9d0FD6dBhADQSVQiaSmRHHATTdSig1Wy39JY7-ijCzbAEYG1ymz6Lv5zhGdZaStQSHzFt6v3h3_tMrJudz9O

目前车厂采用被动均衡方案的公司：（来自网页）

 

 目前采用主动均衡的公司：

 

A：为什么要用主动均衡，或者被动均衡的问题：

1，被动均衡主要是通过热量的形式将电压高得锂电池电量放掉。导致均衡电流不够大。例如：差的锂电池20AH的自放电率为20ma，好的锂电池20AH的自放电率为1ma。如果系统采用的是200AH并联系统，那么单个的均衡电流至少得（20-1）*10 = 190ma。而一般被动均衡热管理的要求只能一个一个的均衡，那其他的电芯就没有办法均衡了。

2，被动均衡产生热量是对于安全，结构有特别散热要求， 锂电池对热很敏感，是需要绝对避免外部温度升高的。被动均衡导致电池局部受热。另外温度高了导致元器件的失效率上升。

3，特斯拉采用被动均衡的可行性。 因为特斯拉采用的电池是18650型号电池，单体电池容量小，并且每个电芯与电芯采用工业自动化生产，本身的一致性，自放电率控制比较好  。 另外由于74节电芯并联然后在进行96串串联。 假设有一个74个电池一致性差，那么这74个电池集中在一个并联模块的概率是极低的。总结一句话：特斯拉的电动车99.99%即使不均衡使用起来也需要很多次DOT才会出现严重的不均衡。

B：主动均衡对比

1，基于电容的的均衡在电路失效的时候不会造成电池的过放，不过主动均衡电容充当电量搬用工，需要超级电容。超级电容的成本也很高，耐压却不高。容易出现老化，损坏等问题。 超级电容的寿命也存在问题。另外这种方式均衡的时候，电压压差越小均衡效率越低。可靠性无法保证。

2，基于电感的均衡存在一个风险， 就是均衡开关打开的时候出现死机或者意外控制型号失灵的状态，会引起大电流损坏电路。可靠性无法保证。

3，基于变压器的均衡方案，参考英飞凌的互感充放电方案，网址：http://wenku.baidu.com/link?url=-kwByOP8bR5aA0drfAfa27O8OY3tQaoGVeEkmn-8ioyv_mgucaXM48P3SAmGP9CUHzZXeONgcdEQGGf7fARBVcxj3MG3T3UpnSmHAsyYLG7

这种电路对事实上也对控制信号的可靠性要求特别高，而且还有时序要求。这种方案其实也不推荐。

 

3，基于DCDC方案：

这种电路内外分离，开关控制信号可以通过组合逻辑电路提高可靠性。另外一方面车载12VDCDC充电电流大，切换电路需要配合DCDC的使能，继电器方案复杂，布线空难。而且相邻电芯不均衡时均衡效率太低。在充电的时候无法进行均衡。需要补充了外部电阻放热均衡。另外动力系统和12V低压系统相互关联，增加了整车电器的风险。

基于DCDC的主动均衡2：

此种方案我认为时一个可行方案。首先控制矩阵开关的可靠性可以通过组合逻辑电路实现。 而DCDC模块输入使用时电池的总压，稳定。 通过使能去控制输出对开关，MOS等损坏影响小。

缺点存在组件均衡问题，均衡算法，策略需要研究，测试验证。