圆柱18650锂电池组均衡技术的使用
为了保证设备的供电,圆柱18650锂电池组一般都是由多块电池组成,但如果两块电池不匹配,那么整个电池组的性能都会受到影响。要做到这一点,就必须使不匹配的单元达到平衡。本文探讨了蓄电池平衡的概念及注意事项。
一般情况下,一个或者多个电池组是由3-4个电池组串联而成的。该联接方式可满足手提计算机,医疗仪器,探测仪器,以及工业应用对电源和电源的需求。不过,这种常见的结构并不能完全发挥出它的最大效能,如果其中一块电池和另一块电池不匹配,那么整块电池的性能就会下降。
锂离子电池的容量失配主要表现为两个方面:荷电状态失配与容量/能量失配。在这两个例子中,所有的电池组都仅能与最小的电池容量相当。目前,导致电池性能失配的主要原因并不在于锂离子自身的物理化学性质改变,而在于生产过程中的工艺控制及检测方法的缺陷。棱柱型锂离子电池在加工过程中受到较大的力学压力,且各单元间易产生差别。另外,由于使用了新的制程,锂离子聚合电池的性能也会有不同。
利用电池平衡技术,可以有效地克服系统中的 SOC与 C/E失配,提高系统的整体性能。电池失配的修正是在初始调整阶段就能完成的,之后只需要在充电阶段就能完成,而在充放电阶段就需要平衡 C/E失配了。虽然对于某些电池制造商来说,它们的缺陷率可能很低,但我们还是需要提供更好的品质保障,以防止它们的寿命不足。
电池平衡意味着什么
操作电压为6 V或更高的便携装置使用串联式电池组提供电源,在此情形中,电池组的整体电压是每个串联式电池电压的总和。手提计算机的电池组一般由3到4个电池组成,其额定电压是10.8伏或者14.4伏。在这些应用中,单一的串联电池不能为装置提供所需要的能源。当前最大的锂离子电池(如18650)只能提供2000 mAh,而计算机需要50-60 Wh,所以需要将三个锂离子电池串联起来。
蓄电池平衡是将差分电流应用于串联电池组内的不同蓄电池(或蓄电池组)。在串联的电池组中,每节电池组的电流一般都是一样的,所以为了平衡电池组,就必须增加更多的组件和电路。只有在蓄电池组内的蓄电池为串联,且所串联的蓄电池个数等于或大于三个蓄电池个数的情况下,方可考虑蓄电池平衡问题。当电池组内的所有蓄电池都符合以下两点时,蓄电池平衡就达到了:
1.如果所有的电池都具有同样的电量,则在其相应的荷电情况下,达到了电池平衡。由于 SOC一般是用当前容量占额定容量的百分数来衡量,所以可以用 OCV来衡量。如果一台不平衡的电池组内的所有电池都能在不做任何调节的情况下达到最大值(平衡点),那么就能在不做任何调节的情况下,正常的充放电,一般都是一次性调节。当用户用了新电池后,经常会需要一个较长的充电周期,这一周期其实就是一个完全的放电周期。这一过程可以最大限度地减少负荷,延长蓄电池充电时间,减少蓄电池平衡电路的负荷。
2.如果电池的容量是不同的,那么在 SOC相等的情况下,也可以把它看作是平衡的。然而, SOC仅仅是相对数值,其绝对值随电池容量的变化而变化。要想使具有不同容量的蓄电池具有同样的 SOC,就必须在每个串联蓄电池充电和放电过程中都采用差分电流。通常充电和放电所需的时间要短得多,所需的电流也要大得多。