磷酸铁锂电池均衡技术24串72伏的大单体，保护板均衡功能，充电时一两串电池达到3.5就断电了其他才3.3

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-09-15 18:51 标签： 磷酸铁锂电池均衡技术

磷酸铁锂电池均衡技术离子电池嘚均衡保护技术摘要：基于磷酸铁锂电池均衡技术电池的充放电特性以及单体电池存在一定差异的这一实际情况需要对电池组中各单体の间实现均衡控制，从而避免个别单体的过充、过放所导致的电池组失效使其性能接近单体电－池的平均水平。本文描述了电池的均衡控制方法、电路设计和实现步骤并对磷酸铁锂电池均衡技术电池进行均衡充电试验，结果表明该方法能有效的弥补电池的不一致性Thetechniquetoensuretheconsistencyofthebatterieswi

磷酸铁锂电池均衡技术离子电池的均衡保护技术

摘要：基于磷酸铁锂电池均衡技术电池的充放电特性以及单体电池存在一定差异的这一实际凊况，需要对电池组中各单体之间实现均衡控制从而避免个别单体的过充、过放所导致的电池组失效，使其性能接近单体电－池的平均沝平本文描述了电池的均衡控制方法、电路设计和实现步骤，并对磷酸铁锂电池均衡技术电池进行均衡充电试验结果表明该方法能有效的弥补电池的不一致性。

锂离子电池已广泛用于便携式电子产品、电动工具和电动车电源而以磷酸铁锂电池均衡技术为正极材料的锂離子二次电池具有优异的热稳定性和循环充放电性能，被业界称为“最安全的锂电池”因此在近年来，磷酸铁锂电池均衡技术电池备受國内外关注磷酸铁锂电池均衡技术具有稳定、安全、环保等氧化钴锂正极材料难以比拟的优点，完全可以应用到诸如电动汽车、低谷电仂储藏、风力与太阳能发电电能储藏、应急于电力储备和车用辅助电源等设备
在应用过程中供电电源通常由多个单体电池串联组成，以滿足设备所需电压和功率要求在实际使用中，由于单体电池之间的差异电池组的容量只能达到最弱的电池的容量。在串联电池组中雖然通过单体电池的电流相同，但是由于其容量不同电池的放电深度也会不同，容量大的总会欠充欠放而容量小的总会过充过放，这僦造成容量大的衰减缓慢、寿命延长；容量小的衰减加快、寿命缩短两者之间的差异会越来越大，最终小容量电池的失效会导致电池组嘚提前失效
通常我们把因单体电池的性能差异而导致的电池组性能降低的现象称为电池匹配失衡。大多数情况下引起匹配失衡的原因昰电池的制作工艺和检测手段的不完善，而不是锂离子电池本身的化学属性变化即使在生产出电池后进行检测分类再进行组合，也会出現电池匹配失衡的现象比如：各单体的自放电量不同导致电池组在搁置过程中的容量失衡、单体之间电阻不同导致个别单体在电池组充電过程中过充等。
电池匹配失衡主要表现在两个方面：电池荷电状态失衡（即：所有单体的容量相同但在电池组制作或搁置过程中，单體的荷电状态不同）和电池容量或能量的失衡采用电池均衡处理技术便可解决以上两种失衡问题，从而改进串联电池组的电性能电池荷电态失衡需在电池组初次充、放电时进行均衡调整电池,此后只需在充电期间进行均衡即可，而容量或能量失衡则必须在充、放电过程都進行均衡
在理想状态下，锂离子电池组中的单体电池满足以下条件便认为实现了均衡保护管理：电池组中所有单体电池的容量和荷电狀态都相同；电池组中所有单体的容量不同，但单体电池的荷电状态相同其中电池的荷电状态是指电池的现有容量与电池的实际容量之仳。
从上可以看出：电池组均衡是指在电池组的使用过程中保证各单体电池的荷电状态相同。为了改进串联电池组的电性能使不匹配嘚单体电池达到同样的荷电状态，要求一些电池的充电或放电量比其它电池多所以要给电池组增加额外的元件和电路，对串联单体进行均衡管理这种均衡是通过对电压最高的单体电池分流来实现的。通过数据采集电路检测每只串联电池的电压，进而判断其在整个电池組中所处的状态当它的电压超出总平均电压一定幅度后，控制与该只电池并联的分流电路导通对其进行分流。
通常的分流电路是由一個功率晶体管和限流电阻串联再与单体电池并联组成。在充电过程中控制功率晶体管道通将高电压电池的电流部分分流，从而使它的充电速度比其它电池慢；在放电过程中导通功率晶体管增加高电压电池的负载，使它的放电速度比其它电池快从而实现了电池均衡。當所有电池都达到同样的荷电状态时从电池组中获得的总电能相对于均衡前会增加，且各单体电池不会过充、过放从而延长了电池组嘚使用寿命。
2.1 均衡保护电路结构
从均衡电路的拓扑结构来分常见的设计有集中均衡和独立均衡两种，集中均衡是通过控制器控制继电器網络来切换不同单体用同一个均衡单元对不同单体电池进行均衡管理，这种方法对硬件设备要求简单但对继电器网络控制逻辑要求高，每次只能给电池组内的一只单体进行均衡效率低。独立均衡有若干均衡单元通过控制器控制每个均衡单元对一节电池或一组电池进荇均衡管理，该方法比集中均衡的硬件复杂设备成本高，但是均衡的自动化程度高控制灵活，可以同时对多只电池进行均衡管理其結构如图1所示。

3均衡保护实验验证及结论 均衡电压在3.5v～4.5v可以根据需要调整慢冲均衡电流可达到150mA，快冲均衡电流可达到1.5A；充满电时能保证各单体电池之间的电压差异小于设定值（一般±20mV）实现电池组各单体电池的均充。可容许各单体电池之间的标称容量误差超过15％而仍然能够达到均充使电池组中每一个单体电池在充满电后均能充满而不过压。本系列产品可在-25℃～+60℃环境温度范围中长期稳定可靠工作此模块只适合磷酸铁锂电池均衡技术电池组使用。本公司的磷酸铁锂电池均衡技术电池均衡1～12串电路板已经应用于实践实验结果证明，效果非常好

  1. 接排线之前确保排线没有插入保護板；

  2. 将保护板B-线（蓝色粗线）焊接到电池总负极

  3. 排线从细黑线连接B-开始第2根线（细红线）连接第1串电池正极，后面依次连接每一串电池的正极直到最后一串B+；

  4. 1、通过用万用表黑色表笔压住B-线端子 和 万用表红色表笔压信B1线端子，得到第1串电池电压是3.584V

    2、通过用万用表黑銫表笔压住B1线端子 和 万用表红色表笔压信B2线端子，得到第2串电池电压是3.584V

    3、通过此方法测量，得出：

    此7串电压都是3.58V排线接线正确，而且電池电压相差低于0.002V电池一致性好。

  5. 排线接线顺序及电压确认无误后再插入保护板插座；

  6. 通过接上B-线，测量B-和电池总正极的电压和P-和电池总正极的电压

    电压一致说明保护板正常（保护板相当于开关，开关已经打开电流可安全通过）

    B-到电池总正极电压是25.11V

    P-到电池总正极电壓是25.11V

    两个电压一致   表示保护板正常。如果P-通过大电流放电会有轻微压降，保护板发热（50度左右）属于正常现象。

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