原创 串联锂离子电池组的均衡(一) (2009-11-22 19:31)

串联锂离子电池组的均衡(一)   (2009-11-22 19:31)

作为为电动汽车提供动力的大功率锂电池组，为了保证整个电池组的容量，对电池进行均衡管理是必要的。

市场上各种各样的电池管理IC都提供了电压均衡管理功能，用户只需外接部分元器件就可以实现。但是遗憾的是，大多数电池管理IC采用的都是用电阻分流/耗电的方式来实现各个电池间的平衡。这种方式在小功率的电池组，比如笔记本，手持设备，或者电动自行车用电池都是可以接受的。但是对于上百安时的电池，将电量白白消耗掉实在是浪费，而且对于宣传“环保/节能”的电动汽车来讲，多少也有点说不过去。

实际上，在铅酸电池时代，对于电池组的均衡已经出现了各种各样的方式。下面主要是针对锂电池组，介绍几种可行的均衡方式。

1，电阻分流/耗能/bleeding/shutting

这种方式是市面上最常见，也是最简单的方式。在09年的电动自行车展上展出的锂电池组用的保护板，也包括电动汽车用的保护板，它们的均衡方式都是用电阻实现的。原因也很简单：容易实现，没有更好的办法。其实也是成本最低的方式。

电路原理如下图：



原理非常简单，控制器会实时监测各节电池的电压，如果发现某一节电压过高，并且达到了均衡开启的条件，该电池对应的开关就会打开，这时该电池对应的电阻上就会有电流流过。如果当时是在充电，那么流过电池的电流就会减少，该电池充电速度减慢，最终跟其它电池的电压相同；如果当时是在放电或者闲置，那么该电池的电量会在对应的电阻上消耗掉，最终电压下降，达到与其它电池相同的水平。

当然了，均衡条件可以自己设定，也可以设定只在充电时执行均衡功能。

这种方法最大的优点是：成本低，结构简单，容易实现。对于没有研发能力的小公司，这也是现存唯一的方式。而缺点也是同样明显：浪费能量，发热，而且均衡效率低，因为靠电阻消耗能量毕竟需要时间，在大功率电池组的情况下，这一点也不得不考虑。

实际上，现在很多大公司，如Ti，英飞凌等公司已经实现了更高级的均衡方式，使得能量使用效率更高，均衡速度更快的方式。而Ti在这方面已经开发出了专用IC—bq78PL114，下一节来介绍这款IC采用的主动平衡：PowerPump cell balancing。