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  • 关于锂离子电池组均衡充电方法以及充电原理解析

    关于锂离子电池组均衡充电方法以及充电原理解析

    在生活中,你可能接触过各种各样的电子产品,那么你可能并不知道它的一些组成部分,比如它可能含有的锂电池组,那么接下来让小编带领大家一起学习锂电池组均衡充电。均衡是解决电池单体差异性的关键技术,针对锂电池成组使用,各节锂电池均要求充电过电压、放电欠电压、过流、短路的保护,充电过程中要实现整组电池均衡充电的问题。 电荷均衡(缩写为相等电荷)是用于平衡电池特性的电荷。它是指在使用电池期间由于电池的个体差异和温度差异而导致的电池端子电压的不平衡。为了避免这种不平衡趋势的恶化,有必要增加电池组的充电电压并激活电池并对其充电,以平衡锂电池组中每个电池的特性并延长电池的维护方法。 常用的均衡充电技术包括恒定并联电阻均衡充电,开关并联电阻均衡充电,平均电池电压均衡充电,开关电容器均衡充电,降压转换器均衡充电,电感均衡充电等。对一组锂充电时串联电池,请确保每个电池均以均衡的方式充电,否则在使用过程中会影响整组电池的性能和寿命。现有的单节锂电池保护芯片不具有平衡的充电控制功能。多节锂电池保护芯片的平衡充电控制功能需要一个外部CPU。它是通过与保护芯片的串行通信来实现的,这增加了保护电路的复杂性。设计的程度和难度降低了系统的效率和可靠性,并增加了功耗。 锂动力锂电池平衡的含义是利用电力电子技术将锂离子锂动力锂电池单元或锂动力锂离子电池组的电压偏差保持在预期范围内,从而确保每个锂动力锂电池电池在预期范围内。在正常使用期间,请保持相同的状态,以防止过度充电和过度放电。如果不执行平衡控制,则随着充电和放电周期的增加,每个锂动力锂电池的电压将逐渐不同,使用寿命将大大降低。 在使用组装好的锂动力锂电池组装车辆的过程中,由于自放电的程度和部件的温度,也会出现单体不一致的现象。锂动力锂电池单体的不一致性会影响锂动力锂电池组。充放电特性。研究表明,锂动力锂电池组容量的20%差异将带来锂动力锂电池组容量损失的40%。 在用于锂电池组的生产的相对较长的存储时间的情况下,由于保护板的每个电路的静态功耗和每个电池单元的自放电率不同,因此电池组的电池组的电压会降低。整个电池组不一致。均衡具有使锂电池组的电压均衡的功能,从而达到对电池组容量进行完全充电和完全放电的效果,从而使电池组能够发挥最大的作用。 常用的锂电池组均衡充电技术包括恒定并联电阻均衡充电,开关并联电阻均衡充电,平均电池电压均衡充电,开关电容器均衡充电,降压转换器均衡充电,电感均衡充电等。电池串联时,应平衡和充电,否则在使用过程中会影响整个电池组的性能和寿命。 锂动力锂电池单元之间的一致性是对锂动力锂电池容量最直接,最重要的影响,因为锂动力锂电池的容量是无法在短时间内直接测量的参数,但是锂动力锂电池的单体容量与其开路电压一一对应。锂动力锂电池电芯的电压可以实时在线测量,为测量锂动力锂电池电芯的浓度水平提供了有利条件。在电池管理系统的管理策略中,存在放电终止条件,充电终止条件等,其中将锂动力锂电池单元的电压值用作触发条件。 该位置处的参数是锂动力锂电池单元的电压一致性的过度差异直接限制了锂动力锂电池组的充电和放电功率。基于此,使用锂动力锂电池均衡方法解决已投入使用的锂动力锂电池组的电压差过大的问题,是提高锂动力电池容量的有效措施。锂电池组,延长使用寿命。锂动力锂电池的使用寿命。 相信通过阅读上面的内容,大家对锂电池组均衡充电有了初步的了解,同时也希望大家在学习过程中,做好总结,这样才能不断提升自己的设计水平。

    时间:2021-04-20 关键词: 锂离子电池组 均衡充电 过流

  • 你知道现在的锂电池组保护板均衡充电的工作原理吗?

    你知道现在的锂电池组保护板均衡充电的工作原理吗?

    在科学技术高度发达的今天,各种各样的高科技出现在我们的生活中,为我们的生活带来便利,那么你知道这些高科技可能会含有的锂电池组吗?在锂电池组生产完成存放时间比较长的情况下,由于保护板各路静态功耗的不同和各个电芯的自放电率不同,形成整组电池各串电池的电压不一致。均衡对锂电池组有均衡电压的功能,从而能达到电池组容量的满充、满放的功效,使电池组发挥最大的功效。 什么是充电均衡? 电荷均衡(缩写为相等电荷)是平衡电池特性的电荷。 它是指在使用电池期间由于电池的个体差异和温度差异而导致的电池端子电压的不平衡。 为了避免这种不平衡趋势的恶化,需要增加电池组的充电电压并激活电池并对其充电,以平衡锂电池组中每个电池的特性并延长电池寿命。 锂电池组保护板均衡充电方法 常用的锂电池组均衡充电技术包括恒定并联电阻均衡充电,开-关并联电阻均衡充电,平均电池电压均衡充电,开关电容器均衡充电,降压转换器均衡充电,电感均衡充电等。的锂电池串联充电时,应对每个电池进行平衡和充电,否则在使用过程中会影响整组电池的性能和寿命。 1.将并联均衡电路添加到锂电池组的每个单节电池中,以实现分流功能。在这种模式下,当电池首先充满电时,均衡设备可以防止其过度充电并将多余的能量转换为热量,并继续为电量不足的电池充电。这种方法很简单,但是会造成能量损失,不适用于快速充电系统。 2.在充电之前,每个电池通过相同的负载一次一个地放电到相同的水平,然后进行恒流充电以确保电池之间更精确的平衡状态。然而,对于电池组,由于个体之间的物理差异,因此在每个电池单元深度放电后难以实现完全一致的理想效果。即使在放电后达到相同的效果,在充电过程中也会出现新的不平衡现象。 3.对锂电池组中的单节电池进行定时,排序,单独检测和均匀充电。对锂电池组进行充电时,可以保证电池组中的每个锂电池不会过充或过放电,从而保证锂电池组中的每个电池都处于正常工作状态。 4.使用分时原理,通过控制和切换开关组件,多余的电流以相对较低的电压流入电池,从而达到平衡充电的目的。此方法效率更高,但控制更为复杂。 5.以每个电池的电压参数为平衡对象,以恢复每个电池的相同电压。在均衡充电过程中,电容器通过控制开关交替连接到两个相邻的电池,接受高压电池的充电,然后放电到低压电池,直到两个电池的电压趋于一致为止。这种平衡方法可以更好地解决电池电压不平衡的问题,但是这种方法主要用于电池数量少的场合。 6.整个系统由单片机控制,并且单个电池具有一组独立的模块。该模块根据设置的过程分别管理每个电池的充电,并在充电后自动断开连接。该方法相对简单,但是当单电池数量大时,它将大大增加成本,并且也不利于系统体积的减小。 锂电池组保护板均衡充电原理 单节锂电池保护芯片的数量是根据锂电池单元的数量确定的,并串联使用以保护相应的单节锂电池免受充放电,过电流和短路情况的影响。在充电和保护的同时,系统通过保护芯片控制并联放电支路开关装置的通断,实现了均衡充电。该解决方案不同于在充电器侧实现平衡充电的传统方法,并减少了锂电池组充电器的设计。应用程序的成本。 锂电池组由多个串联的单个锂电池组成。由于单体的差异,在串联充电过程中端子电压的不一致升高将导致某些单体过充电,而另一些单体则充电不足。在均衡充电过程中,所有电池并联连接,在常规充电和功耗过程中,所有电池串联连接。在均衡充电过程中,所有电池均具有相同的并联电压,从而实现了每个电池的强制均衡。以上是锂电池组保护板均衡充电的方法和原理。当一组锂电池串联充电时,应平衡每个电池进行充电,否则在使用过程中会影响整组电池的性能和寿命。

    时间:2021-02-21 关键词: 锂电池组 保护板 均衡充电

  • 关于锂离子电池组均衡充电方法解析,你知道哪些?

    关于锂离子电池组均衡充电方法解析,你知道哪些?

    在科学技术高度发达的今天,各种各样的高科技出现在我们的生活中,为我们的生活带来便利,那么你知道这些高科技可能会含有的充电均衡吗? 锂离子电池是最近才进入市场的,但由于其性能有极大提高,因此其市场份额增长非常迅速。锂离子电池的储能容量非常惊人,但即便如此,单个电池单元的容量不论从电压还是从电流方面仍都太低,不能满足一个混合动力发动机的需要。并联多个电池单元可以增大电池所提供的电流,串联多个电池单元则可以增大电池提供的电压。 电荷均衡(缩写为相等电荷)是平衡电池特性的电荷。它是指在使用电池期间由于电池的个体差异和温度差异而导致的电池端子电压的不平衡。为了防止这种不平衡趋势的恶化,必须增加电池组的充电电压并激活电池并对其充电,以平衡锂离子电池组中每个电池的特性并延长电池寿命。 。 如果电压超过允许范围,则锂离子电池容易损坏。如果电压超过上限和下限(以纳米磷酸盐锂离子电池为例,下限电压为2V,上限电压为3.6V),则可能会损坏电池。结果至少是加快了电池的自放电速度。电池输出电压在很宽的充电状态(SOC)范围内稳定,并且电压偏离安全范围的风险很小。但是在安全范围的两端,充电曲线的起伏比较陡。因此,作为预防措施,必须严密监控电压。 常用的均衡充电技术包括恒定并联电阻均衡充电,开-关并联电阻均衡充电,平均电池电压均衡充电,开关电容器均衡充电,降压转换器均衡充电,电感均衡充电等。离子电池要串联充电,每个电池应平衡充电,否则在使用过程中会影响整组电池的性能和寿命。现有的单节锂离子电池保护芯片不具有均衡充电控制功能,需要将多节锂离子电池保护芯片均衡充电控制功能连接到CPU。通过与保护芯片的串行通讯来实现,并扩大了保护电路。设计的复杂性和难度降低了系统的效率和可靠性,并增加了功耗。 传统的无源方法:在一般的电池管理系统中,每个电池单元都通过开关连接到负载电阻。该无源电路可以使选定的单个单元放电。但是,该方法仅适用于抑制充电模式下最坚固的电池单元的电压上升。为了限制功率消耗,这种类型的电路通常仅允许以约100mA的小电流放电,导致电荷平衡可能需要长达几个小时。 在锂离子电池组生产完成存放时间比较长的情况下,由于保护板各路静态功耗的不同和各个电芯的自放电率不同,形成整组电池各串电池的电压不一致。均衡对锂离子电池组有均衡电压的功能,从而能达到电池组容量的满充、满放的功效,使电池组发挥最大的功效。 主动平衡方法:相关材料中有许多种主动平衡方法,所有这些都需要一个用于能量传递的存储元件。如果将电容器用作存储元件,则将电容器连接到所有电池单元需要庞大的开关阵列。一种更有效的方法是将能量存储在磁场中。该电路中的关键组件是变压器。该电路原型是由英飞凌的开发团队和VOGT Electronic Components GmbH共同开发的。 并联均衡电路被添加到锂离子电池组的每个单电池中,以达到分流的目的。在这种模式下,当电池首先充满电时,均衡设备可以防止其过度充电并将多余的能量转换为热量,并继续为电量不足的电池充电。这种方法很简单,但是会造成能量损失,不适用于快速充电系统。 在充电之前,每个电池通过相同的负载一次放电到相同的水平,然后进行恒流充电以确保电池之间的平衡状态更加准确。然而,对于电池组,由于个体之间的物理差异,因此在每个电池单元深度放电后难以实现完全一致的理想效果。即使在放电后达到相同的效果,在充电过程中也会出现新的不平衡现象。 以上就是充电均衡的一些值得大家学习的详细资料解析,希望在大家刚接触的过程中,能够给大家一定的帮助,如果有问题,也可以和小编一起探讨。

    时间:2021-02-18 关键词: 锂离子电池 主动充电平衡 均衡充电

  • 快来看看,值得你了解的串联锂离子电池均衡充电要点

    快来看看,值得你了解的串联锂离子电池均衡充电要点

    什么是串联锂离子电池均衡充电?人类社会的进步离不开社会上各行各业的努力,各种各样的电子产品的更新换代离不开我们的设计者的努力,其实很多人并不会去了解电子产品的组成,比如串联锂离子电池均衡充电。 在动力锂电池组中由于各单体电池之间存在不一致性。持续的充放电循环导致的差异,将使某些单体电池的容量加速衰减,串联电池组的容量是由单体电池的最小容量决定的,因此这些差异将使电池组的使用寿命缩短。 常用的锂离子电池组均衡充电技术包括恒定分流电阻均衡充电,开-关分流电阻均衡充电,平均电池电压均衡充电,开关电容器均衡充电,降压转换器均衡充电,电感均衡充电等。一组锂离子电池要串联充电,每个电池应保持平衡并充电,否则在使用过程中会影响整组电池的性能和寿命。 串联连接锂离子电池所需的PWM数量为2×(n-1),其中n为电池数量。相对有很多。能量传递只能从一个电池传递到相邻的电池。如果电池数量很大,则控制算法仍然非常复杂,因此关键问题只是成本。并联均衡电路被添加到锂离子电池组的每个单电池中,以达到分流的目的。在这种模式下,当电池首先充满电时,均衡设备可以防止其过度充电并将多余的能量转换为热量,并继续为电量不足的电池充电。这种方法很简单,但是会造成能量损失,不适用于快速充电系统。 目前,有两种重要的锂离子电池组均衡管理方法,即能量消耗型和反馈型。能耗类型是指为每个单体电池提供并联支路,将过高电压的单体电池分流以达到平衡的目的。反馈类型是指电池之间的偏离能量通过能量转换器反馈到电池组或电池组中的某些电池。如果在串联锂离子电池中使用bq78PL114 + BQ76PL102,则最多可以管理8个电池。如果电动汽车需要80个电池,则必须分别管理10个此类电池组。在这种情况下,成本将再次增加。因此,该IC应该适合于手持式设备锂离子电池组,12.8V锂离子电池组,笔记本电脑电池或电动自行车电池。 在充电之前,每个电池通过相同的负载一次放电到相同的水平,然后进行恒流充电以确保电池之间的平衡状态更加准确。然而,对于电池组,由于个体之间的物理差异,在每个电池深度放电之后难以实现完全一致的理想效果。即使在放电后达到相同的效果,在充电过程中也会出现新的不平衡现象。 以电池的SOC为控制对象,通过对单个电池进行充电和放电来减小电池之间的SOC差。首先,必须确定余额目标。通常,为了提高平衡效率并充分发挥充放电平衡的优点,将目标设定为锂离子电池组的平均充电状态(SOC)。还设置了平衡控制区(dSOC)以防止平衡波动,并且具有高SOC的电池将放电并保持平衡,反之亦然。 对一组锂离子电池串联充电时,请确保以均衡的方式为每个电池充电,否则在使用过程中会影响整组电池的性能和寿命。常用的均衡充电技术包括恒定并联电阻均衡充电,开-关并联电阻均衡充电,平均电池电压均衡充电,开关电容均衡充电,降压转换器均衡充电,电感均衡充电等。 按时、定序、单独对锂离子电池组中的单体电池进行检测及均匀充电。在对锂离子电池组进行充电时,能保证电池组中的每一个锂离子电池不会发生过充电或过放电的情况,因而就保证了锂离子电池组中的每个电池均处于正常的工作状态。 本文只能带领大家对串联锂离子电池均衡充电有了初步的了解,对大家入门会有一定的帮助,同时需要不断总结,这样才能提高专业技能,也欢迎大家来讨论文章的一些知识点。

    时间:2021-01-17 关键词: 锂离子电池 串联 均衡充电

  • 在电池行业中的磷酸铁锂离子电池均衡充电发展分析

    在电池行业中的磷酸铁锂离子电池均衡充电发展分析

    什么是磷酸铁锂离子电池均衡充电?随着全球多样化的发展,我们的生活也在不断变化着,包括我们接触的各种各样的电子产品,那么你一定不知道这些产品的一些组成,比如磷酸铁锂离子电池。 随着锂电工业的不断发展,越来越多的产品中都应用了锂电池产品。磷酸铁锂电池与锂离子电池对比的话磷酸铁锂电池更好,区别主要是组成来源,安全方面,成本方面。因此,国内的新能源汽车企业,早期大多采用磷酸铁锂电池作为能量来源。为了达到规模储能的电压和容量要求,磷酸铁锂电池需通过串并联达到设计要求,而生产、使用过程的差异性导致的电池单体不一致性,是影响储能电站寿命主要因素之一。 单节磷酸铁锂锂电池的额定电压平台为3.2V。显然,单节电池远不能满足电动汽车对动力锂电池的电压水平要求。另一方面,当前生产的磷酸锂铁单电池的额定容量有限。以沃特玛公司生产的圆柱形磷酸铁锂电池为例。作为中国磷酸铁锂能源解决方案的优质供应商之一,其重要的单体磷酸铁锂电池的额定容量不超过10Ah,这显然是人体电池无法满足的容量电动汽车对动力锂电池容量的需求。因此,在使用过程中,通常建议将磷酸铁锂电池并联并串联。 电池组均衡电路是指为电池组配备一套额外的电路和控制管理系统,以确保电池组中每个单个电池的充电状态相同,以防止电池组在使用过程中过度充电和过度放电,因此电池组的性能不会受到影响。当前,常用的磷酸铁锂电池有两种类型的平衡电路:消能电路和非消能电路。耗能电路相对简单。非耗散电路分为两种:一种由储能元件(电感或电容)和控制开关组成,另一种主要使用DC-DC转换技术来控制电感。这些电容器通过电容器实现能量转换,并达到补充或放电电池单元的目的。 以外部电压为平衡目标的控制策略是在充电和放电过程中实时测量电池单元的外部电压,以组中的高电压对电池放电,并以低电压对电池充电,从而调整电池电压要一致。这是目前使用最广泛的均衡方法。它的控制方法易于实现,不需要很高的算法。缺点是,特别是对于并联电池,难以通过单电压均衡来确保均衡的精度和效率。该策略不能用于均衡。 但是,由于性能参数在单体电池生产过程中的分散性,随着电池组并联和串联使用期间充放电次数的增加,单体电池之间的容量分散会逐渐增加,从而导致动力锂电池包装性能下降,循环寿命缩短。因此,需要平衡动力锂电池组的充电以减少单个电池的不一致的影响,提高动力锂电池组的性能,并扩大电动车辆的行驶范围。磷酸锂铁电池过度充电是导致电池行为不安全的最危险因素之一。由于使用了有机溶液电解质,锂离子电池的过充电不安全行为非常重要。 以容量和实时SOC为平衡目标的平衡策略是指在充电和放电过程中将每个电池的剩余容量或SOC控制为相等。由于容量和SOC是无法直接测量的电池参数,因此它们是需要根据可以测量的一次量(电压,电流,温度等)计算出的二次量。计算的准确性受计算方法和电池型号的限制。电池老化,自放电和温度也是影响因素,并且很难准确掌握每个电池的比容量和SOC。因此,目前这种控制策略应用较少。 磷酸铁锂电池所需原材料无需进口,供应充足,价格稳定,成本相对较低。所谓磷酸铁锂电池,就是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。这一类电池的特点是不含贵重金属元素(比如钴等)。在实际使用中,磷酸铁锂电池具有耐高温,安全稳定性强,价格便宜,循环性能更好的优势。 在研究设计过程中,一定会有这样或着那样的问题,这就需要我们的科研工作者在设计过程中不断总结经验,这样才能促进产品的不断革新。

    时间:2021-01-16 关键词: 电池 磷酸铁锂离子 均衡充电

  • 现在的锂离子电池组均衡充电管理系统发展分析

    现在的锂离子电池组均衡充电管理系统发展分析

    什么是锂离子电池组均衡充电?在科学技术高度发达的今天,各种各样的高科技出现在我们的生活中,为我们的生活带来便利,那么你知道这些高科技可能会含有的锂离子电池组均衡充电吗? 在锂离子电池组生产完成存放时间比较长的情况下,由于保护板各路静态功耗的不同和各个电芯的自放电率不同,形成整组电池各串电池的电压不一致。均衡对锂离子电池组有均衡电压的功能,从而能达到电池组容量的满充、满放的功效,使电池组发挥最大的功效。 以目前的锂离子电池组制造水平和工艺,在锂动力锂电池电芯在生产过程中,各个锂动力锂电池单体会存在细微的差别,也就是一致性问题,不一致性重要表现在锂动力锂电池单体容量、内阻、自放电率、充放电效率等方面。锂动力锂电池单体的不一致,传导至锂离子电池组,必然的带来了锂离子电池组容量的损失,进而造成寿命的下降。 常用的锂离子电池组均衡充电技术包括恒定分流电阻均衡充电,开-关分流电阻均衡充电,平均电池电压均衡充电,开关电容器均衡充电,降压转换器均衡充电,电感均衡充电等。一组锂离子电池要串联充电,每个电池应保持平衡并充电,否则在使用过程中会影响整组电池的性能和寿命。 锂离子电池组的平衡充电管理系统主要分为被动平衡和主动平衡。在串联电池组中,尽管流过单个电池的电流相同,但是由于容量不同,电池的放电深度会有所不同,并且总容量很大。浅充电和浅放电,并且容量知道总是会出现过充电和过放电,这将导致大容量的衰减缓慢并延长使用寿命;小容量将加速衰减并缩短寿命,两者之间的差异将越来越大。 并联均衡电路被添加到锂离子电池组的每个单电池中,以达到分流的目的。在这种模式下,当电池首先充满电时,均衡设备可以防止其过度充电并将多余的能量转换为热量,并继续为电量不足的电池充电。这种方法很简单,但是会造成能量损失,不适用于快速充电系统。 如果没有电荷均衡,则小容量电池会在一定程度上过度充电。在组中的任何一个电池单元过放电之前,电池组的输出功率会略高于该电池单元的最小容量。使用电荷均衡时,小容量电池不会过度充电,其实际充电容量小于其他电池。可以释放的功率小于不使用均衡器时可以释放的功率,这会使单节电池的放电时间更短,并且更有可能过度放电。 在充电之前,每个电池通过相同的负载一次放电到相同的水平,然后进行恒流充电以确保电池之间的平衡状态更加准确。然而,对于电池组,由于个体之间的物理差异,在每个电池深度放电之后难以实现完全一致的理想效果。即使在放电后达到相同的效果,在充电过程中也会出现新的不平衡现象。 使用锂离子电池均衡处理技术可以解决不匹配问题,从而提高串联锂离子电池组的性能。可以通过在初始调整过程中平衡电池来纠正电池不匹配,然后只需在充电过程中对其进行补偿即可。尽管某些锂离子电池制造商的缺陷率可能非常低,但是为了防止电池寿命过短,我们仍然需要提供进一步的质量保证。 在综合分析各种方法的优缺点之后,发现以下问题很重要:1)均衡时间是一个常见且严重的问题,大多数持续数小时。 2)大多数现有的均衡技术都是基于外部电池电压均衡的。由于单电池容量的差异,每个单电池的充放电电压特性不一致,尤其是在单电池充电的后期,单电池电压迅速上升,外部电池电压为用作电池组一致性的标准存在一个问题,即平衡标准不稳定。同时,研究表明,该方法对均衡前后电池组可用容量的增加没有明显的影响。 3)实用性差,电路设计不能考虑电动汽车的工作条件,并且不能随着串联电池组数量的增加而改变。进行模块化扩展等 以上就是锂离子电池组均衡充电的一些值得大家学习的详细资料解析,希望在大家刚接触的过程中,能够给大家一定的帮助,如果有问题,也可以和小编一起探讨。

    时间:2021-01-16 关键词: 电池组 锂离子 均衡充电

  • 关于锂离子电池组均衡充电原理以及研究现状

    关于锂离子电池组均衡充电原理以及研究现状

    你知道锂离子电池组均衡充电原理吗?人类社会的进步离不开社会上各行各业的努力,各种各样的电子产品的更新换代离不开我们的设计者的努力,其实很多人并不会去了解电子产品的组成,比如锂离子电池组均衡充电原理。 在锂离子电池组生产完成存放时间比较长的情况下,由于保护板各路静态功耗的不同和各个电芯的自放电率不同,形成整组电池各串电池的电压不一致。均衡对锂离子电池组有均衡电压的功能,从而能达到电池组容量的满充、满放的功效,使电池组发挥最大的功效。 1)均衡时间是一个共同且严重的问题,多数达数小时之久;2)现有的均衡技术大多数基于电池外电压均衡,由于单体电池容量差异性的存在使得各单体电池充放电电压外特性的不一致,尤其在单体电池充电后期单体电池电压上升较快,使得利用电池外电压作为电池组一致性的判据存在均衡判据不稳定的问题。同时,研究表明该方法对均衡前后电池组可用容量的新增效果并不明显;3)实用性差,电路设计时不能兼顾电动汽车的使用工况,不能随电池组串联电池节数的新增而进行模块化扩展等。 由于直流内阻、极化电压、最大可用容量为电池的特定参数,在一次或持续的几次充放电过程中基本不发生变化,所以锂离子电池组的均衡重要通过调整各单体电池的SOC来实现。经研究,以SOC作为均衡的参考对象,均衡对象相对固定,充分利用均衡时间,提高均衡利用率来降低均衡电流容量。 在锂离子电池组的各单体电池上附加一个并联均衡电路,以达到分流的用途。在这种模式下,当某个电池首先达到满充时,均衡装置能阻止其过充并将多余的能量转化成热能,继续对未充满的电池充电。该方法简单,但会带来能量的损耗,不适合快充系统。 针对动力锂离子电池组使用的保护问题,目前在电池产品设计和应用控制方面采取了一些措施。根据对电池耐过充性能的分析,发现电池正极材料耐过充性能越强相应电池耐过充性能就会越强,因此,为了提高锂离子电池的耐过充性能,一方面,在电池产品设计过程中使用PTC[B8]、Vent/CID等安全装置、采用耐过充的正极材料B9.40]、采用热封闭隔离膜、采用具有PTC效应的电极[4]、采用电压敏感隔离膜或者添加过充添加剂。 常用的锂离子电池组均衡充电技术包括恒定分流电阻均衡充电、通断分流电阻均衡充电、平均电池电压均衡充电、开关电容均衡充电、降压型变换器均衡充电、电感均衡充电等。成组的锂离子电池串联充电时,应保证每节电池均衡充电,否则使用过程中会影响整组电池的性能和寿命。 人类社会的进步离不开社会上各行各业的努力,各种各样的电子产品的更新换代离不开我们的设计者的努力,其实很多人并不会去了解电子产品的组成,比如**。

    时间:2021-01-02 关键词: 电池组 锂离子 均衡充电

  • 关于磷酸锂铁电池组均衡充电的概况,你了解吗?

    关于磷酸锂铁电池组均衡充电的概况,你了解吗?

    在科学技术高度发达的今天,各种各样的高科技出现在我们的生活中,为我们的生活带来便利,那么你知道这些高科技可能会含有的磷酸锂铁电池组吗? 单锂离子电池之间的容量差异是造成单电池充放电过度的根本原因。解决办法之一是给电池组均匀充电。目前,对平衡充电的研究重要集中在两个方面:一是平衡充电电路拓扑结构的设计,二是平衡控制策略的研究。目前的研究重点是平衡充电电路的拓扑设计,重要包括电阻放电平衡法、开关电容法、开关电感法、双向dc-dc变换器法、多绕组变压器法、分布式平衡法。 单节磷酸铁锂离子电池额定电压平台为3.2V,很明显单节电池远远不能满足电动汽车对动力锂电池电压等级的需求。另一方面,目前生产的单体磷酸铁锂离子电池额定容量有限。以沃特玛生产的圆柱体磷酸铁锂离子电池为例,作为国内磷酸铁锂能源解决方法优质供应商之一,其重要生产的单体磷酸铁锂离子电池额定容量不超过10Ah,很明显单体电池的容量也远不能满足电动汽车对动力锂电池容量的需求。 由于单体电池生产过程中的性能参数的分散性,在电池组并、串联使用过程中随着充放电次数的新增,单体电池间的容量分散性会逐渐增大,从而导致动力锂电池组性能下降和循环寿命缩短[-1,17-18]。为此,需对动力锂电池组进行均衡充电,达到降低单体电池不一致性的影响,改善动力锂电池组性能,延长电动汽车续驶里程。 锂离子电池的安全性最终取决于锂离子电池材料的热稳定性。单电池的不一致性使得锂离子电池在并联或串联使用时的热稳定性尤为突出。由于锂离子电池的材料特性,它对过热更加敏感,因此研究锂离子电池的保护电路就显得尤为重要。 单体电池管理电路在连接至单体电池两端时将持续消耗电能。尽管电池管理系统在工作或不工作时通过设置低功耗模式可降低功耗,但仍将消耗电能,并且此时消耗的电能将大于单体电池的自放电电能。关于长期搁置的电动汽车而言,即使电动汽车不使用,但由于单体电池管理电路仍并联在单体电池上,将持续对电池过度放电,直至放电损坏。 此外,单个电池管理电路的能耗也逐渐成为电池保护中要考虑的问题。针对单电池管理电路的能耗问题,在单电池管理电路中进行了低功耗设计,实现了对单片机的电压、温度等参数的检测。 以上就是磷酸锂铁电池组均衡充电的一些值得大家学习的详细资料解析,希望在大家刚接触的过程中,能够给大家一定的帮助,如果有问题,也可以和小编一起探讨。

    时间:2020-12-31 关键词: 电池组 磷酸锂铁 均衡充电

  • 你了解均衡充电的原理以及它的特点分析

    你了解均衡充电的原理以及它的特点分析

    你了解均衡充电吗?随着社会的快速发展,我们的锂电池也在快速发展,那么你知道均衡充电的详细资料解析吗?接下来让小编带领大家来详细地了解有关的知识。 锂电池组在充电时分为主动性和被动性来给电池充电,锂电池平衡充电可以主动平衡摒弃了被动平衡消耗电流的方法,改成了传送电流的方法;负责电荷传送的设备是一种电源转换器,这种设备使电池组内的小电池无论是在充电、放电还是闲置状态都能传送电荷,从而使小电池之间可经常保持动态平衡。 平衡充电,顾名思义,就是强调随时处于平衡状态,既有利于维护设备的安全,又有利于保持电源输入的稳定。喜欢售后服务好,均衡充电好,将被列为顾客购买的重点对象。另外,均衡收费的服务态度也会影响顾客的购买情绪和购买意愿。 均衡充电简称均充,是均衡电池特性的充电,是指在电池的使用过程中,由于电池的个体差异、温度差异等原因造成电池端的电压不平衡,为了避免这种不平衡趋势的恶化,需要提高电池组的充电电压,对电池进行均衡性的充电,以达到均衡电池组中各个电池单体特性,延长电池使用寿命。 平衡充电的重要性在于电池内部环境的平衡。不了解电池内部结构的消费者可能没有足够的了解。任何电池都会受到外部环境内部因素的影响,导致电压不稳定。均衡充电可以防止这种情况的发生,及时改变不均衡现象。 锂电池平衡充电闲置时:即使各个小电池已达到了充电时的平衡状态,但由于温度梯度不同,有的小电池内部温度高些,有的小电池内部低些,也会令每个小电池的内部漏电速度不同,试验数据显示,电池每升高10℃,漏电率便上升一倍,主动平衡功能可确保闲置锂电池组内的小电池“不断”地重新获得平衡,这有利于电池组内储存的电量能被充分利用,使电池组工作能力结束时,单个的小锂电池残余电量最小。 以目前的锂动力电池制造水平和工艺,在锂动力电池电芯在生产过程中,各个锂动力电池单体会存在细微的差别,也就是一致性问题,不一致性主要表现在锂动力电池单体容量、内阻、自放电率、充放电效率等方面。锂动力电池单体的不一致,传导至锂动力电池组,必然的带来了锂动力电池组容量的损失,进而造成寿命的下降。 在使用平衡充电时,要注意电压的灵活设置,这通常表现在充电的前期和中期。电压值的灵活设置应根据电池的实际情况进行匹配。为了防止设置的不准确,导致输入流量的正常消解,只有正确的设置才能实现正常的运行。 以上就是均衡充电的有关知识的详细解析,需要大家不断在实际中积累经验,这样才能设计出更好的产品,为我们的社会更好地发展。

    时间:2020-12-26 关键词: 原理 锂电池 均衡充电

  • 电动车充电器充电方法解析

    电动车充电器充电方法解析

    电动车大家都知道,那么充电器的充电方法大家知道吗?轻巧的电动车已成为常见的代步工具,然而什么时候电动车电池充电最好,电动车电池最佳的充电时间是什么时候?在电动车没电的时候充电?在等电量剩一半的时候充电?还是毫无规律的乱充?这些都是不可取的,电动车充电得视电池的情况而定,随时充、高压充、快速充等方式切不可取。 经常使用电动车快速充电服务,电动车充电对电池寿命会有一定的影响,不是紧急情况,尽可能在家里用充电器进行充电,电动车充电最好在电量显示三分之一时充电。 电动车充电时注意的五个方面 1、在电量指示表显示剩余三分之一电量时充电。 2、充电环境要保持干燥整洁,充电器不要用塑料袋或塑料瓶包裹住,因为当充电器无法透气时极易烧毁。 3、尽量不要用快充,如非必要一个月内不要超过两次。 4、充电器放置在固定场所,不要磕碰,即使携带也得充分考虑颠簸引起故障。 5、使用标配的充电器充电。 电动车充电器5种充电方法与注意事项 1、恒流充电 恒流充电是指蓄电池充电时,采用分段恒流的方法进行充电,并且该电流是用调整充电装置来达到的。其主要特点是该充电方法有较大的适应度,可以任意选择和调整充电电流。因此可以对各种不同情况及状态的蓄电池充电(如新蓄电池的初充电、使用过的蓄电池的补充充电以及去硫充电等)。它特别适用于用小电流长时间的充电模式,对由多数电池串联的电池组充电,且有利于容量恢复较慢的蓄电池的充电。 但是,由于该充电方法开始阶段的充电电流过小,在充电后期充电电流又过大,所以整个充电过程时间长、析出气体多、对极板的冲击大、能耗高、效率低(不超过65%),且整个充电过程必须有专人看管。所以,目前只有对蓄电池进行初充电及需要长时间小电流进行去硫充电时才使用。 采用恒流充电方法应注意以下事项: ①、因恒流充电的变型是分段恒流充电,所以充电时为避免充电后期电流过大,应及时调整充电电流。而且充电电流的大小、充电时间、转换电流的时机及充电终止电压的选取等,必须严格执行充电规范; ②、各被充蓄电池的剩余容量应相接近,否则充电电流大小必须按串联蓄电池组剩余容量最小的蓄电池选定,而且当小容量蓄电池充足后应随即摘除,再继续对大容量蓄电池充电; ③、充电过程中,每隔2~3h检测一次蓄电池单格电压,如该电压已达到2.4V应及时转入第二阶段充电; ④、当充电过程中电解液温度上升至40℃时,充电电流应减半,如果继续上升到45℃时应停止,待温度降至低于40℃后才可继续充电; ⑤、充好的蓄电池电解液密度应符合规定要求,且各单格电池之间电解液的密度差不得超过0.01g/cm3; ⑥、免维护蓄电池不宜用此方法充电。 2、电动车充电器—恒压充电 恒压充电是指每只单体电池均以某一恒定电压(一般取单格电池数×2.5V)进行充电。其主要特点为:充电初期电流相当大,蓄电池电动势和电解液相对密度上升较快,随着充电的延续充电电流逐渐减小,在充电终期只有很小的电流通过;充电时间短、能耗低,一般充电4~5h后蓄电池即可获得本身容量的90%~95%;如果充电电压选择得当,8h即可完成整个充电过程,且整个充电过程不需人照管,所以广泛应用于补充充电。 恒压充电存在的不足是:由于充电初始电流过大,对放电深度过大的蓄电池充电时,会引起初期充电电流急骤上升,易造成被充蓄电池过流及充电设备损坏等;充电过程中,由于不能调整充电电流,因此不适用于蓄电池的初充电和去硫充电;由于充电过程中对蓄电池电压的变化很难补偿,所以对容量恢复较慢的蓄电池的完全充电很难完成。 采用恒压充电方法应注意以下事项: ①、正确选择充电电压。若充电电压过高,会引起充电初期充电电流过大,严重时会引起极板弯曲、活性物质大量脱落以及蓄电池温升过高等危害。过低则会使蓄电池充电不足,导致容量降低、寿命缩短; ②、被充蓄电池的端电压必须完全相同。 3、均衡充电 对于由许多单体电池组成的电池组,如固定型蓄电池,在运行一定日期以后,要定期进行均衡充电。这是因为平时按相同条件进行充电时,极板各个部分的活**物质出现充电程度不同的现象,结果活性物质出现反应不均衡状态。另外,考虑到单体电池之间某些充放电特性也有差别,某些单体电池会产生充电不足状态。因此在正常充电结束后继续用约20h率的电流再充电1~3h。这种充电也称为过充电。凡是电池平时在相同条件下使用时,在电池维护上定期进行均衡充电是有好处的。 均衡充电相隔时间的长短各用户有不同规定,有的规定三个月或半年进行一次。近年来根据蓄电池设计和制造技术的进步,蓄电池的特**差别不大,因此对均衡充电的间隔时间有延长的趋势。 4、浮充电 间歇使用的蓄电池或仅在交流电停电时才使用的蓄电池,其充电方式为浮充式。例如,对固定型,蓄电池每个单体电池加上2.15~2.2V的电压,以连续的微小电流进行充电。充电器与蓄电池并联,充电电流主要能补充自放电的损失,即约10h率的0.3%~1.0%范围,而平时的负荷由充电器负担,对于短时间大负荷也由蓄电池供电。这时由于电池的端电压下降而自动进行充电。 5、恒压限流充电 恒压限流充电主要是用来补救恒压充电时充电电流过大的缺点(方法同恒压充电),通过在充电电源和被充蓄电池之间串联一电阻(限流电阻)来自动调节充电电流。当充电电流过大时,其限流电阻上的压降也大,从而减小了充电电压;当充电电流小时,限流电阻上的压降也很小,充电设备输出的电压损失也小。这样,就自动调节充电电流,使之不超过某个限度。该方法目前被广泛应用于免维护蓄电池的初充电和普通电池的补充充电。以上就是电动车的充电器的解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-04-04 关键词: 电动车电池 电动车充电器 均衡充电

  • 浅谈阀控式铅酸蓄电池的修复技术

    0引言随着信息、能源、电子技术的快速发展,阀控式铅酸蓄电池(VRLAB)目前已被广泛应用于电信运营、电力系统、通信专网、金融系统、交通系统、公安系统、石油煤炭、大型工矿企业等领域。与普通的铅酸蓄电池相比,VRLAB由于采用了内部氧复合技术,大大缓解了电解液的损耗,从而使其能够在免维护状态下长期工作,并具有体积小、防爆安全、电压稳定、无污染、重量轻、放电性能高、维护量小等优点。但是,目前广泛应用的VRLAB声称为免维护蓄电池,其实这种说法是不够科学和准确的。确切地讲,VRLAB应称为“少维护蓄电池”,仅是指平时无须加酸液和水,无须调节电解液的密度。由于蓄电池平时都是并联在整流设备上并处于浮充状态中,时间一长,蓄电池就会出现活化物资脱落、电解液干涸、极板变形、极板腐蚀及硫化等异常情况,从而导致蓄电池容量降低甚至失效,一旦市电中断,极有可能酿成电力供电中断等重大事故。VRLAB在国内的大量安装使用是从上世纪80年代末开始的,初期安装的电池主要为进口产品,进入上世纪90年代末,国产电池在许多领域开始大量使用。大部分厂家声称其VRLAB的设计寿命在10年以上,但是,在实际使用中许多电池寿命只有5~6年时间,条件恶劣者2~3年后便会出现容量明显下降现象。为此,有必要对严重影响电池使用寿命的原因进行研究。1蓄电池的衰退现象及原因随着通信事业的快速发展,VRLAB越来越多地被应用于偏远的农村和山区,由于面广量大、维护人员专业知识的缺乏,加之供电不正常,经常停电,导致电池在使用过程中会出现不同的缺陷,特别是深度放电的电池往往出现电池早期失效。电池失效的主要形式有:正极板腐蚀变形、正极活性物质软化脱落、极板表面硫酸盐化或产生铅绒、内部结晶短路等。VRLAB为了实现较高的再复合效率,一般多为贫电液设计,即由酸量来控制电池的容量,这种设计从理论上或在试验室里效果都不错,但到了用户手中却往往出现过早失效,尤其是在经常停电的情况下,电池过放电时,导致电液密度降到1.06/cm3以下,甚至更低,从而引起电解液中游离铅的浓度急剧增加,这是造成电池失效的根本原因。2影响蓄电池使用寿命的因素蓄电池是一种化学电源,它的构造大同小异,都是由正极、负极、电解质、隔离物和容器组成的,其中正负两极的活性物质和电解质起化学反应,对电池产生电流起着主导作用。影响VRLAB实际使用寿命的因素很多,起主要作用的有以下几方面。2.1浮充电压的设置对电池寿命的影响浮充电压的设置对电池的寿命具有相当重要的影响,不合理的浮充电压主要影响电池的正极板栅腐蚀速率和电池内气体的排放。2.2均衡充电方法对电池寿命的影响均衡充电是为了防止某些电池因容量、端压的不一致而进行的补充电。在均衡充电时气体的产生量比浮充电时多几十倍,所以充电时间不能太长,均充电压也不能太高,以避免盈余气体影响氧的再化合效率,失水量增加,而且使板栅腐蚀速度增加,从而损坏电池。2.3过度放电蓄电池被过度放电是影响蓄电池使用寿命的重要因素。这种情况主要发生在交流停电后,蓄电池组为负载供电期间。当蓄电池被过度放电时,会导致电池内部有大量的硫酸铅被吸附到阴极表面,形成电池阴极的“硫酸盐化”。硫酸铅本身是一种绝缘体。阴极形成的硫酸铅越多,电池的内阻越大,电池的充放电性能就越差,电池容量下降得越快,其使用寿命就越短。2.4运行条件对阀控铅酸蓄电池寿命的影响电池的运行条件也对电池的寿命产生重要的影响。如果在高温下长期使用,温度每增高10℃,电池寿命约降低一半。浮充运行是蓄电池的最佳运行条件,运行时电池一直处于满荷电状态,在此条件下运行电池将达到最长的使用寿命。蓄电池频繁长时间放电并且经常在没有充满电的情况下,又进行深度放电,使蓄电池长时间处于亏电状态,内部极板硫化,导致容量迅速下降,电池落后。3对落后电池的活化修复3.1蓄电池内部反应原理VRLAB电解液中的PbSO4始终处于饱和状态,PbSO4是难溶物质,在电解液中硫酸铅的溶解与沉淀处于平衡状态,一般电池放电开始的硫酸密度为1.30g/cm3,质量百分浓度为39.1%,随着放电深度的增加,质量百分浓度下降到8.7%以下,密度为1.06g/cm3以下,有时甚至更低,接近中性。电池放电反应为Pb+PbO2+2H++2HSO4-=2PbSO4↓+2H2O(1)从反应式中可以看出,硫酸不仅传导电流,而且参与电化学反应,放电时硫酸不断减少,生成PbSO4↓和水。蓄电池放电后,如果没有及时地充电或没有充满电,放电产生的硫酸铅就会结晶转化成不可逆的硫酸铅晶体,导致极板硫化,电池落后。3.2蓄电池的活化蓄电池充电反应为2PbSO4↓+2H2O=Pb+PbO2+2H++2HSO4-(2)蓄电池的充放电过程是将脉冲充电分成一个或几个阶段,严格按照蓄电池充电特性曲线进行自动充电,设计的充电模式是“恒流→(均充稳压值)定压减流→(自动判别转为)恒流放电”三波段式使电解液降温等。这种方法比较理想,可以消除硫化。对蓄电池进行脉冲充电和恒流放电反复循环,将其内部的硫酸铅晶体激活,提高硫酸密度和质量百分浓度,随着活化修复的加深,使电池硫酸密度达到1.30g/cm3,质量百分浓度达到39.1%,电解液中硫酸铅的溶解与沉淀处于平衡状态,PbSO4=Pb2++SO42-。在溶液中遵守溶度各规则,即(Pb2+)·(SO42-)=K(常数),K=2.20×10e-8,蓄电池完全被修复,蓄电池使用寿命被延长一到两个周期。3.3对严重落后电池处理对严重极板硫化、电解液干涸或极间短路、开路的电池(内阻严重偏大、电压很高或为零)应立即更换。对2V电池组可短接该电池应急处理。3.4电池活化修复并不是所有的落后电池都可以修复的,导致蓄电池落后的因素很多,大体分7种,即极板膨胀、极板腐蚀、极板钝化、有效物质脱落、电解液干涸、极板短路、极板硫化。前4种是不可修复的,后3种是可修复的。其中极板硫化导致蓄电池落后因素占的比例最大,高达90%。所以,对于容量为额定容量的40%~80%落后电池修复的成功率比较高,经试验表明,可修复率高达95%以上;而对于容量为额定容量的40%以下落后电池修复的成功率相对较低。4对蓄电池活化修复的充电设置蓄电池活化需要反复地充放电,对于一些落后电池进行充电时,有时充不进去,于是,维护人员通过提高充电电压的方法进行充电,认为充电电压越高越好,越高越能修复电池。这是一种错误的理解。这是由于水分解反应为2H2O=O2↑+4H++4e-(3)如果把电压设置过太高,就会对蓄电池过充,其结果可能为以下2种情况。1)内部氧复合反应不能及时地将氧气复合掉,就会造成大量的氧气,氢气从排气阀放出(甚至可能造成蓄电池爆炸),使容量下降。2)正极的反应为PbSO4+2H2O=PbO2+3H++HSO4-+2e。在蓄电池的阳极,铅合金和活性的二氧化铅直接接触,而且同时浸在硫酸溶液中,各自与硫酸溶液都建立不同的平衡的电极电位。在对蓄电池充电的状态下,正极由于析氧反应,水被消耗,H+增加,从而导致正极附近的酸度增大,加速腐蚀极板,甚至造成极板严重腐蚀,而使电池报废,本来可修复的电池变成了无法修复的电池。为此,建议均充时电压一般不超过2.35V。5结语如何延长蓄电池供电时间和使用寿命,提高资源的利用率,是我们共同关注的焦点,虽然并不是所有的落后电池都可以修复,但铅酸蓄电池的修复技术带来的效益是毋庸置疑的。 作者:王峰光,张扬

    时间:2018-12-05 关键词: 电源技术解析 阀控式铅酸蓄电池 劣化电池 修复技术 极板腐蚀 过度放电 均衡充电

  • 电池的均衡充电

    均充方式采用定电流定电压二阶段充电法实施,试验表明这种充电方法的充电效率较高,为国内外普遍采用。定电流定电压均衡充电终期的判据,在理论上认识是一致的,即应根据正负极板活性物质的转化程度来判断。随着正负极板上的活性物质的转化,充电电流将渐趋减少,但即使正负极板上的活性物质全部转化完成后,理论上充电电流仍不可能为零,而是在一个较低值上基本趋于稳定。经计算,这个稳定值约为 0.42mA/Ah 。所以,当充电电流为 1mA/Ah ~ 2mA/Ah ,且 2 ~ 3h 稳定不变时,则认为充电终了。此时,充电装置自动由均充状态转入到浮充状态。当发生下列情况之一时,需对蓄电池进行均衡 ( 补充 ) 充电: 1、 当浮充运行的蓄电池组发现电池间电压偏差超过规定标准时; 2、 当交流失电时间超过规定值 ( 如 3 ~ 5min 以上 ) 或放电容量超过规定值 (5% ~ 10%C10 以上 时; 3、 当浮充持续运行 3 ~ 6 个月时;以及核对性试验放电以后。 阀控密封型电池,无论是玻璃纤维的贫液式电池还是胶体电池,其电解液处于吸附状态或胶体状态,无游离的电解液。所以,就电池的本体来说,均充电压的高低,只能影响充电时间的长短。 试验表明,在某一放电深度,用相同充电电流,分别用 2.28V 、 2.30V 、 2.35V 、 2.40V 均充电压充电,其充足电所需的时间相差不超过 3 ~ 5 小时。因此,阀控密封式电池的均衡充电电压建议取 2.30( + 0.05)( - 0.02)V/ 个。

    时间:2018-11-14 关键词: 电池 电源技术解析 均衡充电

  • 确保阀控式密封铅酸蓄电池端电压的一致性研究

    因具有节省投资、安装简便、安全可靠、使用方便等特性,阀控式密封铅酸电池(以下简称阀控式电池)在实际应用中被大量应用。但由于对其使用要求缺乏了解,并沿用旧的均衡充电制度,对电池造成较大的危害。1.取消均衡充电的理由(1)何谓均衡充电所谓均衡充电,就是均衡电池特性的充电,是指在电池的使用过程中,因为电池的个体差异、温度差异等原因造成电池端电压不平衡,为了避免这种不平衡趋势的恶化,需要提高电池组的充电电压,对电池进行活化充电。(2)无须均衡充电的理由首先,均衡充电的概念的概念是在老式铅酸电池使用中提出的目前大的多数的阀控式电池都明确提出“电压均衡、化成彻底”。而“电池内不形成酸层,无需进行均衡充电”。对于2.4V单体电池的充电电压的定义是加速充电,即“FASTCHARGE”,而非“EQUATION”。其次,均衡充电会对阀控式电池造成损害。均衡充电电压对于大多数电池来说,都是较高的浮充电压。此时,大多数正常电池都处于过充电状态。不能复合的气体在电池内部形成一定的压力,压力超过安全控制阀阀值时,阀门打开,气体从控制阀中排出。在以前的电池维护中,伴随着均衡充电的过程是进行电池比重的调整,也就是说采用添加蒸馏水的办法补充水量,以保持电池的均衡性。但在免维护电池中,在现有的维护制度下是不加水的,这样一来,将不可避免造成电池的失水、电池干枯。取消均衡充电后,如何保证电池端电压的一致性(1)电池端电压的决定性因素首先,主要起决于电解液的浓度和极板材料。电池失水,电解液浓度必然增大,使电池的端电压升高。其次,与安全阀的开启有关。如安全阀的压力过低,必将造成电池过早失水、端电压上升。此外,串联电池之间的连接状态是不同的,浮充时,会出现充电不足。当电池遇到深放电再进行恢复性充电时,难以恢复,这将造成电池端电压偏低。(2)电池端电压的保证手段既然电池会存在端电压不一致的情况,又不允许电池进行均衡充电,那么应如何确保电池端电压的一致性?首先应从电池的原材料、生产环节保证电池电压的一致性。比如电池材料的选择,特别是电解液、极板、压力控制阀等关键材料的选择。其次要确保电池安装的质量,保证电池安装状态的一致性。如,电池的连接方法、扭力的均衡性等。另外还要在维护中予以关注。对于某些落后的电池要进行恢复性充电,同时还要适当调节电池的电解液;应定期检查压力控制阀的工作状态。

    时间:2018-09-06 关键词: 铅酸蓄电池 电源技术解析 一致性 端电压 均衡充电

  • 阀控式密封铅酸蓄电池的均衡充电原理

    阀控式密封铅酸电池(以下简称阀控式电池)由于具有节省投资、安装简便、安全可靠、使用方便等特性,在实际应用中被大量使用。但由于对其使用要求缺乏了解,并沿用旧的均衡充电制度,对电池造成较大的危害。1.取消均衡充电的理由(1)何谓均衡充电所谓均衡充电,就是均衡电池特性的充电,是指在电池的使用过程中,因为电池的个体差异、温度差异等原因造成电池端电压不平衡,为了避免这种不平衡趋势的恶化,需要提高电池组的充电电压,对电池进行活化充电。(2)无须均衡充电的理由首先,均衡充电的概念的概念是在老式铅酸电池使用中提出的目前大的多数的阀控式电池都明确提出“电压均衡、化成彻底”。而“电池内不形成酸层,无需进行均衡充电”。对于2.4V单体电池的充电电压的定义是加速充电,即“FASTCHARGE”,而非“EQUATION”。其次,均衡充电会对阀控式电池造成损害。均衡充电电压对于大多数电池来说,都是较高的浮充电压。此时,大多数正常电池都处于过充电状态。不能复合的气体在电池内部形成一定的压力,压力超过安全控制阀阀值时,阀门打开,气体从控制阀中排出。在以前的电池维护中,伴随着均衡充电的过程是进行电池比重的调整,也就是说采用添加蒸馏水的办法补充水量,以保持电池的均衡性。但在免维护电池中,在现有的维护制度下是不加水的,这样一来,将不可避免造成电池的失水、电池干枯。2.取消均衡充电后,如何保证电池端电压的一致性(1)电池端电压的决定性因素首先,主要起决于电解液的浓度和极板材料。电池失水,电解液浓度必然增大,使电池的端电压升高。其次,与安全阀的开启有关。如安全阀的压力过低,必将造成电池过早失水、端电压上升。此外,串联电池之间的连接状态是不同的,浮充时,会出现充电不足。当电池遇到深放电再进行恢复性充电时,难以恢复,这将造成电池端电压偏低。(2)电池端电压的保证手段既然电池会存在端电压不一致的情况,又不允许电池进行均衡充电,那么应如何确保电池端电压的一致性?首先应从电池的原材料、生产环节保证电池电压的一致性。比如电池材料的选择,特别是电解液、极板、压力控制阀等关键材料的选择。其次要确保电池安装的质量,保证电池安装状态的一致性。如,电池的连接方法、扭力的均衡性等。另外还要在维护中予以关注。对于某些落后的电池要进行恢复性充电,同时还要适当调节电池的电解液;应定期检查压力阀的工作状态。发布者:小宇

    时间:2018-09-05 关键词: 铅酸蓄电池 电源技术解析 阀控式 均衡充电

  • 一款基于简易电池自动恒流的充电电路方案设计

    一款基于简易电池自动恒流的充电电路方案设计

    随着国际原油价格飞涨,各种新型能源的研究成为公众关注的焦点。电能作为动力能源已经在各种车辆上得到广泛应用。锂电池以具有较高的能量质量比和能量体积比,无记忆效应,可重复充电次数多,使用寿命较长等优点成为动力电能的首选。 作为一种新型动力技术,锂电池在使用中必须串联才能达到使用电压的需求,单体性能的参差不齐并不全缘于电池生产技术问题,即使每只电池出厂时电压,内阻完全一致,使用一段时间以后,也会产生差异,这使得解决动力电池充电技术问题成为迫切需要解决的技术问题。本设计在充分考虑工业成本控制和稳定性要求的基础上,采用能耗型部分分流法对动力锂电池充电进行均衡管理,改善了电池组充电的不平衡性,提高了工作性能。 锂电池组充电方案选择 1、单节锂电池充电要求 对单节锂离子电池的充电要求( GB/ T18287 -2000) 首先是恒流充电,即电流一定,而电池电压随着充电过程逐步升高,当电池端电压达到4. 2 V (4. 1V) ,改恒流充电为恒压充电,即电压一定,电流根据电芯的饱和程度,随着充电过程的继续逐步减小,当减小到10 mA 时,认为充电终止,充电曲线如图1 所示。   图1 锂电池充电曲线 2、锂电池组充电特性 在动力电池组中由于各单体电池之间存在不一致性。连续的充放电循环导致的差异,将使某些单体电池的容量加速衰减,串联电池组的容量是由单体电池的最小容量决定的,因此这些差异将使电池组的使用寿命缩短。造成这种不平衡的主要原因有: ●电池制作过程中,由于工艺等原因,同批次电池的容量、内阻等存在差异; ●电池自放电率的不同,经长时间积累,造成电池容量的差异; ●电池使用过程中,使用环境如温度、电路板的差异,导致电池容量的不平衡。 3、充电方案选择 为了减小不平衡性对锂电池组的影响,在充电过程中,要使用均衡电路。 目前对于锂电池组进行均衡管理的方案主要有2种,能耗型和回馈型。能耗型是指给各个单体电池提供并联支路,将电压过高的单体电池通过分流转移电能达到均衡目的。回馈型是指通过能量转换器将单体之间的偏差能量馈送回电池组或电池组中的某些单体。 理论上,当忽略转换效率时,回馈不消耗能量,可实现动态均衡。但由于回馈型设计控制方法复杂,制造成本较高,本充电器采用能耗型设计。 能耗型按能量回路处理方式又可以分为断流和分流。断流指在监控单体电压变化的基础上,满足一定条件时把单体电池的充电回路断开,充电电流完全通过旁路电阻。通过机械触点或电力电子部件组成的开关矩阵,动态改变电池组内单体之间的连接结构。而分流并不断开工作回路,而是给每只电池增加一个旁路电阻,当某单体电池高于组内其他电池时,将充电电流的全部或一部分导入旁路电阻。从而实现对各个单体电池的均衡充电。 由于动力锂电池组功率较大,在综合考虑充电效率,热管理等方面因素之后,我们使用部分分流法为充电器的设计方案。 系统设计及分析 1、系统整体结构 如图2 系统框图所示,工频交流电通过开关电源转化为18 V/ 5 A 的直流电输出给升压电路,升压电路根据CPU 的控制信号为电池组充电提供一定的充电电流,电压监控电路将电池的实时电压情况反馈给CPU ,CPU 通过升压电路实现对电池组整体充电电压、电流的控制。通过均衡电路实现各个单体电池充电速率调整,以保证整个电池组充电的一致性。   图2 系统整体框图 2、升压电路 电能的输入转化环节由开关电源电路和调压电路两部分组成。开关电源将输入的工频交流电转化为18V/ 5 A 直流电输出。由于当前开关电源技术已经相当成熟,在此就不再赘述。 升压电路的作用是将开关电源输出的直流电调节转化为电池组充电所要求的电压、电流,并能够根据充电状态对输出电压、电流进行实时调节。 升压电路如图3 所示。   图3 升压电路 其中R1 、R2 、Q1 构成电源反接保护电路,Q5 是整个升压电路的开关,Q2 、Q4 、U1 构成场效应管Q3 驱动级电路,Q3 、L1 、D1 、C4 、C5 构成BOOST 升压调节电路,R9 、R10 、C6 为电压采样电路。 在充电器正常工作时,开关电源的正负极输出分别接到DC+ ,DC- ,开关管Q5 关断。CPU 根据电池监控电路反馈的电压计算出的PWM 占空比,输出相应的调制信号。PWM 调制信号经过驱动级放大调整,控制Q3 开关状态,以产生所需要的输出电压。[!--empirenews.page--] 由于稳态条件下,电感两端电压在一个开关周期内的平均值为零。可得:   其中,UL 为电感两端电压在一个开关周期内的平均值;U0 为输出电压;Ui 为输入电压;T 为开关周期;ton为Q3 处于通态的时间;toff 为Q3 处于断态的时间。令UL = 0 ,在电感电流连续的工作过程中有:   其中   因此只需要调节PWM 输出的占空比,就能有效地控制电池的充电电压。 由于单个锂电池的电压过小,为得到更大的工作电压,一般需要将锂电池串联使用。电池组充电过程中,需要对每个电池的电压情况进行实时监控,以保证每个电池工作在正常工作状态下,避免发生过充现象,损坏锂电池。 串联锂电池电池组中,各个锂电池的基准电平不同。假设电池组中的电池电压分别为a1 , a2 , ?,则对地第一节电池电压为a1 , 第二节电池电压为a1 + a2 , 以此类推。 在电压监控中我们需要对各个电池的实时电压进行比较,就必须设计一定的电路,将各个电池的电压转化到同一基准上。采取光耦隔离取样的方法可以实现电平转化,考虑到线性光耦价格是普通光耦的10 倍以上,出于工程中成本控制需要,将普通光耦线性化连接以实现电压的采集和实时监控。   图4 电压监控电路 在如图4 所示的单体电池电压监控电路中,使用了同一型号同一批次的两个普通光耦器件和两个运算放大器。两个光耦中,一个用于输出,另外一个用于反馈。反馈用来补偿发光二极管时间、温度特性上的非线性。 在图4 中:   其中: K1 , K2 为电路中光耦U1 ,U2 的电流传输比。 由电路可知:   其中V bat 为电池两端电压。由于选用同一型号同一批次的光耦,所以电流传输比近似相等,即K1 = K2 。 所以,有:   从式(5) 可知,该测量电路的电压增益只与电阻R1 ,R2 的阻值有关,与光耦的电流传输参数等无关,从而实现了对电压信号的线性隔离。经如图所示电路转化后电池电压被转化为具有统一参考地的输出电压Vout 。 4、部分分流控制电路 如图5 分流控制电路所示,充电过程中,当某一单体电压明显高于组内其他电池时,CPU 将控制端口拉高,则Q1 导通,Q2 基极电位被拉低,Q2 导通,部分电能从旁路电阻R4 分流,降低该电池充电速率,从而实现电池组各单体电池充电速率同步。   其中 Iequ 为旁路电阻R4 上所流过的电流,即均衡电流;P 为旁路电阻R4 上所消耗的功率;Ubat 为电池两端电压。   图5 分流控制电路 均衡电流大小的选择会直接影响充电器的性能。 电流大,充电器整体发热量大,工作稳定性差。电流小,电压调整幅度小,速率可调整幅度小。经反复实验,当Iequ≈0. 1 Icharge 时,调整能力和发热量达到最佳平衡状态。 由于充电时Ubat 的范围为3~4 V ,该充电电池标称容量为2 000 mAh ,最大充电电流为2 A. 综合上面因素,R4 选择将两个47 Ω 电阻并联。 结束语 由于单体锂电池在制造工艺、工作环境等方面的差别,会造成锂电池组串联充电的不平衡性。运用部分分流法设计的能耗型锂电池组均衡充电器,良好地解决了电池组充电的不平衡问题。有效地防止过充现象,提高了锂电池使用的安全性,增加了电池组的充电容量,延长了锂电池组的使用寿命。经过反复试验,选择最适参数,控制了发热量,保证了充电器的长期稳定工作。在设计过程中,充分考虑了实际生产的需求。在保证实用性和可靠性的前提下,简化设计,选择常用器件,提高了性价比,具有良好的应用前景。

    时间:2015-05-29 关键词: 充电器 电源技术解析 锂电池组 均衡充电

  • 基于锂电池组均衡充电管理电源电路设计

    基于锂电池组均衡充电管理电源电路设计

    随着国际原油价格飞涨,各种新型能源的研究成为公众关注的焦点。电能作为动力能源已经在各种车辆上得到广泛应用。锂电池以具有较高的能量质量比和能量体积比,无记忆效应,可重复充电次数多,使用寿命较长等优点成为动力电能的首选。 作为一种新型动力技术,锂电池在使用中必须串联才能达到使用电压的需求,单体性能的参差不齐并不全缘于电池生产技术问题,即使每只电池出厂时电压,内阻完全一致,使用一段时间以后,也会产生差异,这使得解决动力电池充电技术问题成为迫切需要解决的技术问题。本设计在充分考虑工业成本控制和稳定性要求的基础上,采用能耗型部分分流法对动力锂电池充电进行均衡管理,改善了电池组充电的不平衡性,提高了工作性能。 锂电池组充电方案选择 1、单节锂电池充电要求 对单节锂离子电池的充电要求( GB/ T18287 -2000) 首先是恒流充电,即电流一定,而电池电压随着充电过程逐步升高,当电池端电压达到4. 2 V (4. 1V) ,改恒流充电为恒压充电,即电压一定,电流根据电芯的饱和程度,随着充电过程的继续逐步减小,当减小到10 mA 时,认为充电终止,充电曲线如图1 所示。   图1 锂电池充电曲线 2、锂电池组充电特性 在动力电池组中由于各单体电池之间存在不一致性。连续的充放电循环导致的差异,将使某些单体电池的容量加速衰减,串联电池组的容量是由单体电池的最小容量决定的,因此这些差异将使电池组的使用寿命缩短。造成这种不平衡的主要原因有: ●电池制作过程中,由于工艺等原因,同批次电池的容量、内阻等存在差异; ●电池自放电率的不同,经长时间积累,造成电池容量的差异; ●电池使用过程中,使用环境如温度、电路板的差异,导致电池容量的不平衡。 3、充电方案选择 为了减小不平衡性对锂电池组的影响,在充电过程中,要使用均衡电路。 目前对于锂电池组进行均衡管理的方案主要有2种,能耗型和回馈型。能耗型是指给各个单体电池提供并联支路,将电压过高的单体电池通过分流转移电能达到均衡目的。回馈型是指通过能量转换器将单体之间的偏差能量馈送回电池组或电池组中的某些单体。 理论上,当忽略转换效率时,回馈不消耗能量,可实现动态均衡。但由于回馈型设计控制方法复杂,制造成本较高,本充电器采用能耗型设计。 能耗型按能量回路处理方式又可以分为断流和分流。断流指在监控单体电压变化的基础上,满足一定条件时把单体电池的充电回路断开,充电电流完全通过旁路电阻。通过机械触点或电力电子部件组成的开关矩阵,动态改变电池组内单体之间的连接结构。而分流并不断开工作回路,而是给每只电池增加一个旁路电阻,当某单体电池高于组内其他电池时,将充电电流的全部或一部分导入旁路电阻。从而实现对各个单体电池的均衡充电。 由于动力锂电池组功率较大,在综合考虑充电效率,热管理等方面因素之后,我们使用部分分流法为充电器的设计方案。 系统设计及分析 1、系统整体结构 如图2 系统框图所示,工频交流电通过开关电源转化为18 V/ 5 A 的直流电输出给升压电路,升压电路根据CPU 的控制信号为电池组充电提供一定的充电电流,电压监控电路将电池的实时电压情况反馈给CPU ,CPU 通过升压电路实现对电池组整体充电电压、电流的控制。通过均衡电路实现各个单体电池充电速率调整,以保证整个电池组充电的一致性。   图2 系统整体框图 2、升压电路 电能的输入转化环节由开关电源电路和调压电路两部分组成。开关电源将输入的工频交流电转化为18V/ 5 A 直流电输出。由于当前开关电源技术已经相当成熟,在此就不再赘述。 升压电路的作用是将开关电源输出的直流电调节转化为电池组充电所要求的电压、电流,并能够根据充电状态对输出电压、电流进行实时调节。 升压电路如图3 所示。   图3 升压电路 其中R1 、R2 、Q1 构成电源反接保护电路,Q5 是整个升压电路的开关,Q2 、Q4 、U1 构成场效应管Q3 驱动级电路,Q3 、L1 、D1 、C4 、C5 构成BOOST 升压调节电路,R9 、R10 、C6 为电压采样电路。 在充电器正常工作时,开关电源的正负极输出分别接到DC+ ,DC- ,开关管Q5 关断。CPU 根据电池监控电路反馈的电压计算出的PWM 占空比,输出相应的调制信号。PWM 调制信号经过驱动级放大调整,控制Q3 开关状态,以产生所需要的输出电压。[!--empirenews.page--] 由于稳态条件下,电感两端电压在一个开关周期内的平均值为零。可得:   其中,UL 为电感两端电压在一个开关周期内的平均值;U0 为输出电压;Ui 为输入电压;T 为开关周期;ton为Q3 处于通态的时间;toff 为Q3 处于断态的时间。令UL = 0 ,在电感电流连续的工作过程中有:   其中 因此只需要调节PWM 输出的占空比,就能有效地控制电池的充电电压。 由于单个锂电池的电压过小,为得到更大的工作电压,一般需要将锂电池串联使用。电池组充电过程中,需要对每个电池的电压情况进行实时监控,以保证每个电池工作在正常工作状态下,避免发生过充现象,损坏锂电池。 串联锂电池电池组中,各个锂电池的基准电平不同。假设电池组中的电池电压分别为a1 , a2 , ?,则对地第一节电池电压为a1 , 第二节电池电压为a1 + a2 , 以此类推。 在电压监控中我们需要对各个电池的实时电压进行比较,就必须设计一定的电路,将各个电池的电压转化到同一基准上。采取光耦隔离取样的方法可以实现电平转化,考虑到线性光耦价格是普通光耦的10 倍以上,出于工程中成本控制需要,将普通光耦线性化连接以实现电压的采集和实时监控。   图4 电压监控电路 在如图4 所示的单体电池电压监控电路中,使用了同一型号同一批次的两个普通光耦器件和两个运算放大器。两个光耦中,一个用于输出,另外一个用于反馈。反馈用来补偿发光二极管时间、温度特性上的非线性。 在图4 中:   其中: K1 , K2 为电路中光耦U1 ,U2 的电流传输比。 由电路可知:   其中V bat 为电池两端电压。由于选用同一型号同一批次的光耦,所以电流传输比近似相等,即K1 = K2 。 所以,有:   从式(5) 可知,该测量电路的电压增益只与电阻R1 ,R2 的阻值有关,与光耦的电流传输参数等无关,从而实现了对电压信号的线性隔离。经如图所示电路转化后电池电压被转化为具有统一参考地的输出电压Vout 。 4、部分分流控制电路 如图5 分流控制电路所示,充电过程中,当某一单体电压明显高于组内其他电池时,CPU 将控制端口拉高,则Q1 导通,Q2 基极电位被拉低,Q2 导通,部分电能从旁路电阻R4 分流,降低该电池充电速率,从而实现电池组各单体电池充电速率同步。   其中 Iequ 为旁路电阻R4 上所流过的电流,即均衡电流;P 为旁路电阻R4 上所消耗的功率;Ubat 为电池两端电压。   图5 分流控制电路 均衡电流大小的选择会直接影响充电器的性能。 电流大,充电器整体发热量大,工作稳定性差。电流小,电压调整幅度小,速率可调整幅度小。经反复实验,当Iequ≈0. 1 Icharge 时,调整能力和发热量达到最佳平衡状态。 由于充电时Ubat 的范围为3~4 V ,该充电电池标称容量为2 000 mAh ,最大充电电流为2 A. 综合上面因素,R4 选择将两个47 Ω 电阻并联。 结束语 由于单体锂电池在制造工艺、工作环境等方面的差别,会造成锂电池组串联充电的不平衡性。运用部分分流法设计的能耗型锂电池组均衡充电器,良好地解决了电池组充电的不平衡问题。有效地防止过充现象,提高了锂电池使用的安全性,增加了电池组的充电容量,延长了锂电池组的使用寿命。经过反复试验,选择最适参数,控制了发热量,保证了充电器的长期稳定工作。在设计过程中,充分考虑了实际生产的需求。在保证实用性和可靠性的前提下,简化设计,选择常用器件,提高了性价比,具有良好的应用前景。

    时间:2015-05-22 关键词: 电源技术解析 电源电路 锂电池组 均衡充电

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