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新能源的發展，電動汽車發展，都會用到能量密度比更高的鋰電池，而鋰電池串聯使用過程當中，爲了保證電池電壓的一致性，必然會用到電壓均衡電路。在這幾年的工做過程當中，用到過幾種電池的均衡電路，在這裏就跟你們一塊兒分享一下。隨着鋰電池用途的增長，多節串聯大容量鋰電池的保護，電池管理及均衡必將會獲得發展，但願本身作過的一些小東西能對你們有所幫助。
最簡單的均衡電路就是負載消耗型均衡，也就是在每節電池上並聯一個電阻，串聯一個開關作控制，當某節電池電壓太高時，打開開關，充電電流經過電阻分流，這樣電壓高的電池充電電流小，電壓低的電池充電電流大，經過這種方式來實現電池電壓的均衡，但這種方式只能適用於小容量電池，對於大容量電池來講是不現實的。安全
下圖爲一負載消耗性均衡的示意圖url
第二種均衡方法我沒有實驗過，就是飛度電容法。簡單的說就是每一節電池並聯一個電容，經過開關這個電容既能夠並聯到自己這節電池上，也能夠並聯到相鄰的電池。當某節電池電壓太高，首先將電容與電池並聯，電容電壓與電池一致，而後將電容切換到相鄰的電池，電容給電池放電。實現能量的轉移。因爲電容並不消耗能量，因此能夠實現能量的無損轉移。但這種方式太繁瑣了，如今的動力電池動不動幾十節串聯，要是採用這種方式，那的須要多少開關來控制啊。spa
下圖爲飛度電容法工做原理圖，只是畫出了相鄰兩節電池的均衡原理圖。.net
第一次作均衡，是作的一款動力電池組的充電，電池容量80ah的兩組並聯，要求均衡電流爲10a,原來了解的一點均衡的原理根本不夠用啊，這麼大電流都至關於一個一個的小模塊了，最後還真的是搞了n個小模塊串聯，每節電池並聯一個小模塊，若是單體電池電壓低於設定值，啓動相應的並聯模塊，對低電壓電池啓動充電，補充能量提高電壓，實現均衡。設計
下圖爲當時採用的均衡電路的示意圖，DC-DC輸入母線既能夠是電池電壓，也但是是別的模塊提供的直流輸入。根據須要靈活配置。3d
主動均衡方法能夠採用我前面提到的一個變壓器多路輸出的方法 若是你想利用下面的電路示意圖，作一個多路輸出的反激電源，利用各個模塊的輸出電壓來對電池實現均衡，我估計你須要很深的功力才能夠，由於交叉調整率估計就會搞死你。可是，利用這個電路，咱們能夠換一下思路，各路輸出不須要穩壓均可以，固然爲了防止開路損壞輸出電容，咱們能夠作一個簡單的原邊反饋。而後在每路輸出到電池之間串聯一個電子開關，因爲這種均衡都是配合電池管理系統一塊兒工做的，所以每路輸出只要串聯一個電子開關，由管理單元控制便可，哪路電壓地咱們就能夠打開這個電子開關，有電源輸出給該節電池充電，直到全部單體電池電壓達到咱們的指望值。blog
採用這種均衡方法，曾經作過1000AH，7串電池及300AH，80串電池的均衡，均衡完成後，全部單體電池電壓能夠達到5mV之內。get
主動均衡也能夠採用能量轉移的方法，所謂能量轉移，既能夠是從整組電壓取能量向低電壓補充，也能夠是從將電壓太高的電池取能量向整組電壓反饋。我在一款通信電源電源系統中用過第二種方式實現過電池均衡。電路原理圖以下：it
忘了是參考的誰寫的一篇論文作的，當時作的是16串鋰電池的均衡，分紅了兩組，每組8只電池串聯，這裏只畫了6只描述工做原理，若是電池B5電壓太高，控制Q5以PWM模式工做，當Q5開通，電感L5儲能，當Q5關閉，電感儲存的能量就會經過D5給電池B1-B4充電，下降B5電池電壓擡高其他電池電壓，利用一樣的原理能夠分析其他電池組電壓太高時候的工做過程。io
在試驗過程當中，兩組之間各自採用這種方式均衡，當兩組之間出現誤差的時候，就能夠採用雙向DC-DC進行能量轉換了，這樣採用的模塊數量較少，設計比較方面，我當時沒有采用雙向DC-DC，而是簡單的採用的能量消耗性作兩組之間電池的均衡。從最終的試驗效果來看，電池均衡仍是比較不錯的。
示意圖已經補充完了，這就是截止目前爲止，我試驗過的四種電池均衡的方式，均衡的電池從2AH到1000AH，串聯的節數從7串到120串，我的感受以下：
一、對於10AH之內的電池組，採用能量消耗型多是比較好的選擇，控制簡單。
二、對於幾十AH的電池組來講，採用一拖多的反激變壓器，結合電池採樣部分來作電池均衡應該是可行的。
三、對於上百AH的電池組來講，可能採用獨立的充電模塊會好一些，由於上百AH的電池，均衡電流都在10多A左右，若是串聯節數再多一些，均衡功率都很大，引線到電池外，採用外部DC-DC或AC-DC均衡也許更安全。
目前的均衡都是以電池電壓一致做爲均衡的結束條件，但隨着SOC計算愈來愈準確，容量一致的均衡應該是將來發展的趨勢。
一花一天堂
1. 如何檢測到B5的電壓太高（其它節數相似）
- 是否是利用帶均衡功能的保護IC ，給出判斷結果？
2. Q5 何時啓動？
- 是否是 保護IC給出的判斷結果，來使能BOOST 模塊？
我推測的，您看對不對？
您的方法是？
YTDFWANGWE
帶電池均衡確定是對於帶單體檢測來講的，電池保護功能同樣，當檢測模塊檢測到某節電池電壓太高就會發出使能，至於q5的pwm如何控制啊，那就各自想招了。
yuyuhan
樓主，想問一下這個電路開關的佔空比是由什麼肯定的？
YTDFWANGWEI
能夠固定佔空比。可是否工做須要有電路來控制。