鋰電池保護板的被動均衡和主動均衡方式

來源：存能電氣  日期：2019-09-18 13:38  瀏覽量：次

　　鋰電池保護板的被動均衡和主動均衡方式。在傳統(tǒng)能耗型BMS系統(tǒng)中，均衡方式主要以被動均衡為主。其中，起到關(guān)鍵作用的鋰電池保護板均衡系統(tǒng)也引起了廣泛關(guān)注。目前市場上均衡多串聯(lián)的電池系統(tǒng)有傳統(tǒng)的被動均衡和主動均衡兩種方式。

　　鋰電池保護板的被動均衡和主動均衡方式

　　1.被動均衡

　　被動均衡一般通過電阻放電的方式，對電壓較高的鋰電池進行放電，以熱量形式釋放電量，為其他電池爭取更多充電時間。這樣整個系統(tǒng)的電量受制于容量最少的電池。充電過程中，鋰電池一般有一個充電上限保護電壓值，當某一串電池達到此電壓值后，鋰電池保護板會切斷充電回路，停止充電。如果充電時的電壓超過這個數(shù)值，也就是俗稱的“過充”，鋰電池就有可能燃燒或者爆炸。因此，鋰電池保護板一般都具備過充保護功能，防止電池過充。

　　被動均衡的優(yōu)點是成本低和電路設(shè)計簡單；而缺點為是以最低電池殘余量為基準進行均衡，無法增加殘量少的電池的容量，及均衡電量100％以熱量形式被浪費。

　　2.主動均衡

　　主動均衡是以電量轉(zhuǎn)移的方式進行均衡，效率高，損失小。不同廠家的方法不同，均衡電流也從1～10?A不等。目前市場上出現(xiàn)的很多主動均衡技術(shù)不成熟，導(dǎo)致電池過放，加速電池衰減的情況時有發(fā)生。市場上的主動均衡大多采用變壓原理，依托于芯片廠家昂貴的芯片。并且此方式除了均衡芯片外，還需要昂貴的變壓器等周邊零部件，體積較大，成本較高。

　　主動均衡帶來的好處顯而易見：效率高，能量被轉(zhuǎn)移，損耗只是變壓器線圈損耗，占比小；均衡電流可以設(shè)計的大，達到幾安甚至10A級別，均衡見效快。雖然有這些好處，主動均衡也帶來了新的問題。首先是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尤其是變壓器方案。幾十串甚至上百串電池需要的開關(guān)矩陣如何設(shè)計，驅(qū)動要怎么控制，這都是令人頭痛的問題。現(xiàn)在有主動均衡功能的BMS售價會高出被動均衡的很多，這也多少限制了主動均衡BMS的推廣。

　　被動均衡適合于小容量、低串數(shù)的鋰電池組應(yīng)用，主動均衡適用于高串數(shù)、大容量的動力型鋰電池組應(yīng)用。對BMS來講，除了均衡功能非常重要，背后的均衡策略更為重要。

　　鋰電池保護板均衡原理

　　常用的均衡充電技術(shù)包括恒定分流電阻均衡充電、通斷分流電阻均衡充電、平均電池電壓均衡充電、開關(guān)電容均衡充電、降壓型變換器均衡充電、電感均衡充電等。成組的鋰電池串聯(lián)充電時，應(yīng)保證每節(jié)電池均衡充電，否則使用過程中會影響整組電池的性能和壽命。

　　鋰電池在充電過程中，每節(jié)鋰電池都設(shè)有一個均衡電路，在充電時通過鋰電池保護板的均衡電路來控制每節(jié)電池的電壓，使每一串電池保持相同狀態(tài)，保證鋰電池的性能和壽命。

　　如果鋰電池保護板均衡電路設(shè)定的穩(wěn)壓電源是4.2V,當鋰電池沒有達到4.2V時，每節(jié)鋰電池繼續(xù)充電，均衡電路不起作用，充電電流繼續(xù)從鋰電池上通過：當鋰電池有一個達到4.2V時，均衡電路開始工作，它會把電壓一直穩(wěn)定到4.2V，即充電電流就不再經(jīng)過鋰電池了。

　　總結(jié)：鋰電池保護板主動均衡和被動均衡都可以算劍宗，一個輕劍一個重劍，均衡策略算是氣宗。只有氣劍同練，才好在市場上華山論劍。