蓄电池容量均衡方法概述
电动自行车中铅酸蓄电池的容量均衡技术研究
电动自行车中铅酸蓄电池的容量均衡技术研究概述随着现代城市交通需求的增加和环保意识的提高，电动自行车作为一种绿色、便捷的交通工具得到了广泛应用。
而电动自行车的动力源之一便是铅酸蓄电池。
然而，铅酸蓄电池中的容量均衡问题一直是电动自行车行业面临的挑战之一。
因此，本文将对电动自行车中铅酸蓄电池的容量均衡技术进行研究。
1. 容量均衡的意义容量均衡是指在串联连接的多个蓄电池中，对每个蓄电池进行充放电控制，使得各个蓄电池之间的容量得到均衡，从而提高整体电池组的使用寿命和性能。
在电动自行车中，铅酸蓄电池的容量均衡对提高续航里程、延长电池使用寿命和提高电池性能等方面具有重要意义。
2. 容量不均衡的原因铅酸蓄电池中存在容量不均衡的主要原因是蓄电池的老化和不同单体之间的差异。
由于使用环境、充放电过程中的温度差异、电化学反应的不均等等因素，导致了蓄电池单体之间容量的不同。
这种容量不均衡会导致蓄电池组整体性能的下降，缩短电池组的使用寿命。
3. 容量均衡技术的分类容量均衡技术根据其实现方式，可分为被动均衡和主动均衡两种方式。
3.1 被动均衡技术被动均衡技术是指通过电池内阻差异来实现容量均衡。
其中，内阻高的蓄电池会吸收部分充电电流，而内阻低的蓄电池会获取更多的充电电流。
这种通过电池自身条件的差异来实现容量均衡的技术被称为被动均衡技术。
被动均衡技术相对简单、成本较低，但其均衡效果相对较差，并且存在无法解决均衡速度慢和均衡不彻底等问题。
3.2 主动均衡技术主动均衡技术是指通过控制电池的充放电过程，实现对蓄电池组的容量均衡。
主动均衡技术通常采用充电均衡和放电均衡两种方式。
充电均衡技术是通过对电池充电过程中的控制，将电流引导到容量较低的电池中，实现充电电流的再分配，从而达到容量均衡的目的。
放电均衡技术是通过对电池放电过程中的控制，将容量较高的电池放电至较低的电池水平，实现容量均衡。
主动均衡技术相对复杂，但其均衡效果更好、更可靠。
目前，文献中主动均衡技术的研究居多。
均衡放电控制方法
均衡放电控制方法引言：均衡放电是指在多个电池或电池组中，通过控制各个电池的放电速率和时间，使其保持相对均衡的状态。
均衡放电控制方法是电池管理系统中的重要环节，能够有效延长电池的使用寿命，并提高电池的安全性能。
本文将介绍几种常见的均衡放电控制方法。
一、电压均衡放电控制方法电压均衡是电池均衡放电的一种常用方法。
通过监测每个电池的电压，并根据电压差异来控制各个电池的放电速率和时间，以实现电池之间的均衡。
具体方法包括：1. 阻抗调整法：根据电池组中电池的电压差异大小，调整相应电池的阻抗，使其放电速率适应其他电池的放电速率，以达到均衡放电的目的。
2. 电压限制法：对电池组中电压最高的电池进行限制，使其电压不得超过设定值，从而达到均衡放电的效果。
3. 电流调整法：根据电池组中电池的电压差异，调整各个电池的放电电流，使其达到均衡放电的状态。
二、容量均衡放电控制方法容量均衡是指通过控制各个电池的放电时间，使其充放电次数相对均衡。
具体方法包括：1. 时间限制法：设置每个电池的放电时间上限，当达到时间上限时，停止放电并进行下一个电池的放电，以保证各个电池的放电时间相对均衡。
2. 充放电次数计数法：通过对电池的充放电次数进行计数，当某个电池的充放电次数达到设定值时，停止放电并进行下一个电池的放电，以实现容量均衡。
三、温度均衡放电控制方法温度均衡放电是指通过控制各个电池的温度，使其保持相对均衡的状态。
具体方法包括：1. 温度限制法：对电池组中温度最高的电池进行限制，使其温度不得超过设定值，从而达到温度均衡放电的效果。
2. 温度调整法：根据电池组中电池的温度差异，调整各个电池的放电速率和时间，以实现温度的均衡。
四、SOC均衡放电控制方法SOC（State of Charge）是指电池的电荷状态，通过控制各个电池的SOC，使其保持相对均衡的状态。
具体方法包括：1. SOC测量法：通过对电池组中各个电池的SOC进行测量，根据SOC差异来控制各个电池的放电速率和时间，以实现SOC的均衡。
蓄电池容量均衡方法概述
蓄电池容量均衡方法概述
引言
在由蓄电池作为储能单元的系统中，由于蓄电池单体往往容量比较低，不能够满足大容量系统的要求，因此需要将蓄电池单体串联，形成蓄电池组以提高供电电压和存储容量，例如在电动汽车、微电网系统等领域大多需要蓄电池串联。
由于蓄电池单体自身制作工艺等原因，不同单体之间诸如电解液密度、电极等效电阻等都存在着差异，这些差异导致即便串联蓄电池组每个单体的充放电电流相同，也会使每个单体的容量产生不同，进而影响整个蓄电池组的工作。
最坏的情况，在一个蓄电池组中，有一个单体的剩余容量接近为100%,另一个单体的剩余容量为0,则这个蓄电池组既不能充电也不能放电，完全不能使用。
因此对蓄电池容量的均衡是非常重要的，尤其是在大量蓄电池单体串联的情况。
蓄电池容量均衡的方法主要有电阻消耗均衡法、开关电容法、双向DC-DC 变流器法、多绕组变压器法、多模块开关均衡法、开关电感法等。
1.电阻消耗均衡法。
电池均衡充电的方法
电池均衡充电的方法
1.在电池组的各单体电池上附加一个并联均衡电路，以达到分流的作用。
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。
2.在充电前对每个单体逐一通过同一负载放电至同一水平，然后再进行恒流充电，以此保证各个单体之间较为准确的均衡状态。
但对蓄电池组，由于个体间的物理差异，各单体深度放电后难以达到完全一致的理想效果。
即使放电后达到同一效果，在充电过程中也会出现新的不均衡现象。
3.定时、定序、单独对蓄电池组中的单体蓄电池进行检测及均匀充电。
在对蓄电池组进行充电时，能保证蓄电池组中的每一个蓄电池不会发生过充电或过放电的情况，因而就保证了蓄电池组中的每个蓄电池均处于正常的工作状态。
4.运用分时原理，通过开关组件的控制和切换，使额外的电流流入电压相对较低的电池中以达到均衡充电的目的。
该方法效率比较高，但控制比较复杂。
5.以各电池的电压参数为均衡对象，使各电池的电压恢复一致。
均衡充电时，电容通过控制开关交替地与相邻的两个电池连接，接受高电压电池的充电，再向低电压电池放电，直到两电池的电压趋于一致。
该种均衡方法较好的解决了电池组电压不平衡的问题，但该方法主要用在电池数量较少的场合。
6.整个系统由单片机控制，单体电池都有独立的一套模块。
模块根据设定程序，对各单体电池分别进行充电管理，充电完成后自动断开。
电池均衡系统介绍_BMS介绍
能量和比能量：电池在一定条件下对外作功所能输出的电能叫做电池的能量，单位一 般用wh表示。
a.理论能量电池的放电过程处于平衡状态，放电电压保持电动势(E)数值，且活性物质 利用率为100％，在此条件下电池的输出能量为理论能量(W0)，即可逆电池在恒温恒压下 所做的最大非膨胀功(W0=C0E)。
b.实际能量电池放电时实际输出的能量称为实际能量。电池放电时实际输出的能量称 为实际能量。
• 3） 均衡电路模块：主要用于对电池组单体电压的采集，并进行单体间 的均衡充电使组中各电池达到均衡一致的状态。目前主要有主动均衡和 被动均衡两种均衡方式。（实在想不出来还会有第三种么？）也可称之 为无损均衡和有损均衡。
• 4） 下位机模块：信号处理，控制。 通讯。
充电特性
系统框图
能量流向图
• SOC和DOD：SOC（State of Charge）－为荷电状态，表示电池剩余容量与总容量的百 分比。DOD（Depth of Discharge ）－为放电深度，表示放电程度的一种量度，为放电 容量与总放电容量的百分比。放电深度的高低和二次电池的寿命有很大的关系：放电深 度越深，其寿命就越短。
• 放电终止电压：指放电时，电压下降到不宜再继续放电的最低工作电压值。为人为规 定的值。例如：锂离子电池充电时，终止电压为4.2V，放电时为3 .0V或2 .75V。
• 工作电压：又称放电电压或负荷电压，是指电池对外输出电流时，电池两极间的电位 差。工作电压总是低于开路电压。电池放电电压的变化与放电制度有关，即放电曲线 的变化还受放电制度的影响，包括：放电电流，放电温度，放电终止电压；间歇还是 连续放电。放电电流越大，工作电压下降越快；随放电温度的增加，放电曲线变化较 平缓；对于二次电池，放电电压低于规定的终止电压叫做过放电，过放电常常会影响 到蓄电池的循环寿命。恒阻放电恒流放电恒流放电连续放电间歇放电。
电池均衡的标准
电池均衡的标准
电池均衡是指电池管理系统（BMS）对电池进行的管理和控制，以确保电池的性能和寿命。
电池均衡的标准主要包括以下几个方面：
1. 电压均衡：电池的电压是衡量其性能的重要指标。
如果电池的电压过高或过低，都会影响其性能和寿命。
因此，电池管理系统需要确保电池的电压保持在一定的范围内。
2. 电流均衡：电池的充电和放电会产生电流。
如果电池的电流过大或过小，都会影响其性能和寿命。
因此，电池管理系统需要确保电池的电流保持在一定的范围内。
3. 温度均衡：电池的工作会产生热量，如果电池的温度过高，会影响其性能和寿命。
因此，电池管理系统需要确保电池的温度保持在一定的范围内。
4. 容量均衡：随着使用时间的增加，电池的容量会下降。
如果电池的容量差距过大，会影响整个系统的性能和寿命。
因此，电池管理系统需要确保电池的容量差距保持在一定的范围内。
以上就是电池均衡的一些基本标准，具体的标准可能会因电池的类型和系统的需求而有所不同。
蓄电池组均衡充电技术
蓄电池组充电技术的分类
定电流充电
定电流充电是一种简单的充电方法，它通过控制充电电流 的大小来控制充电速度。这种方法的优点是简单易行，但 充电效率较低。
定电压充电
定电压充电是一种常用的充电方法，它通过控制充电电压 的大小来控制充电速度。这种方法的优点是可以避免电池 过充或欠充，但充电效率也较低。
脉冲式充电
将多个充电设备连接成网络，实现资源共 享和优化配置，提高充电效率和设备利用 率。
05
蓄电池组均衡充电技术未来展 望
技术创新与突破方向
01
02
03
高效能充电技术
研究更高效的充电技术， 缩短充电时间，提高充电 效率。
智能化管理
利用物联网、大数据等技 术手段，实现蓄电池组的 智能化管理和维护。
绿色环保技术
脉冲式充电是一种新型的充电方法，它通过控制脉冲的宽 度和频率来控制充电速度。这种方法的优点是可以提高充 电效率和安全性，但实现起来较为复杂。
02
蓄电池组均衡充电技术原理
均衡充电技术的定义与原理
定义
蓄电池组均衡充电技术是一种通过控制充电电流和充电时间 ，使蓄电池组中各个电池达到相同或相近的充电状态的技术 。
04
对电池一致性要求较高：均衡充电技术适用于一致性较好的蓄电池组 ，对于一致性较差的蓄电池组效果不佳。
03
蓄电池组均衡充电技术应用场 景
电动汽车领域的应用
电池组均衡管理
在电动汽车中，电池组作为动力来源，需要保证电池组中每个电池的电量保持 均衡。通过蓄电池组均衡充电技术，可以有效地对电池组进行均衡管理，避免 电池过充或欠充。
充。
02
智能充电技术
பைடு நூலகம்
随着科技的发展，人们开始采用智能充电技术，如基于模糊控制的充电
铅酸电池平衡方法
对于铅酸电池的平衡，可以采取以下措施：
1. 使用电池均衡器。
铅酸电池均衡器是专门为解决铅酸电池组中存在的电池不平衡问题而设计的一种电子装置。
通过均衡器，可以有效地平衡电池组中各电池的电压，确保电池组正常运行。
2. 定期检查和调整电解液。
电解液的不均衡会导致电池性能的下降，因此需要定期检查和调整电解液的浓度和比重，以确保电池组的平衡。
3. 保持电池组良好的运行状态。
良好的运行状态可以减少电池组的不平衡问题。
因此，需要定期维护和保养电池组，包括清洁、紧固和补充电解液等。
4. 采用智能化管理方案。
通过智能化管理方案，可以实时监测和调整电池组的状态，确保电池组的平衡和高效运行。
总的来说，铅酸电池的平衡对于整个电池组的性能和寿命至关重要，因此需要采取有效的措施来维护和保养电池组，确保其正常运行。
关于蓄电池的均充和浮充
均充电流时电池容量的1/10H，例：300AH电池均充电流30A，充电电压系统自动控制，恒流30A充3小时自动转浮充。一般浮充电压取电池额定电压的1.125倍X电池节数；均充电压取电池额定电压的1.175倍X电池节数。比如48 V通信电源蓄电池组由24节蓄电池串联而成，浮充电压2.23X24=53.5v（略小于1.25倍），均充电压2.35×24=56.4v。一般的充放电实验，是以0.1C的容量来做的，譬如说300A.h的电池组，就是用30A的电流，放电10小时，理论上讲30X10=300Ah，刚好把充满电的电池所有容量放掉。放电时每个小时要记录一次电池电压，最后的2小时每半小时记录一次。要注意不能放到电池的允许电压以下，否则会造成永久性损坏！一般电池允许的最高、最低电压在电池外面都有标出来。譬如2V的电池的话不能放到1.8V以下（48V电池组不能低于43.2V）。充电的话，完全放电的电池一定要用0.1C恒流充电10小时以上，之后再转浮充。
蓄电池均充
一、均充的意义
一般密封铅酸蓄电池投入使用的日期距出厂日期时间较长，电池经过长期的自放电，容量必然大量损失，并且由于单体电池自放电大小的差异，致使电池的比重、端电压等出现不均衡，投入使用前应对电池进行一次均衡充电，否则，个别电池会进一步发展成落后电池并会导致整组电池不可用。另外，如果蓄电池长期不投入使用，闲置时间超过3个月后，应该对电池进行一次均衡充电。
四、如何判断蓄电池是否需要均充
根据《电信电源维护规程》规定，阀控铅酸蓄电池遇到下列情况之一时，应进行均衡充电：
1）2只以上单体电池的浮充电压低于2.18V；
2）放电深度超过20％，即蓄电池剩余电量不足80%时；
3）闲置不用的时间超过3个月；
4）全浮充时间超过3个月。
蓄电池的均充和浮充
蓄电池的均充和浮充文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]蓄电池均充一、均充的意义一般密封铅酸蓄电池投入使用的日期距出厂日期时间较长，电池经过长期的自放电，容量必然大量损失，并且由于单体电池自放电大小的差异，致使电池的比重、端电压等出现不均衡，投入使用前应对电池进行一次均衡充电，否则，个别电池会进一步发展成落后电池并会导致整组电池不可用。
另外，如果蓄电池长期不投入使用，闲置时间超过3个月后，应该对电池进行一次均衡充电。
二、均充、浮充的定义蓄电池均充、浮充在DL5044-2004电力工程直流系统设计技术规程中的定义分别如下：浮充电??floating charge 在正常运行时，充电装置承担经常负荷，同时向蓄电池组补充充电，以补充蓄电池的自放电，使蓄电池以满容量的状态处于备用。
均衡充电 equalizing charge 为补偿蓄电池在使用过程中产生的电压不均匀现象，使其恢复到规定的范围内而进行的充电，以及大容量放电后的补充充电，通称为均衡充电。
均充就是恒大电流充电，目的一是当蓄电池放电后，快速补充电能，二是当个别蓄电池电压有偏差，消除偏差，趋于平衡。
所以也叫快冲、强充。
浮充就是恒压小电流充电，目的一是防止蓄电池自放电，二是增加充电深度。
另外，均、浮充之间的转换是由监控模块自动控制的。
蓄电池组均充就是采用恒流充电，充电快，持续时间短；浮充是对电池恒压充电，持续时间长，充电慢。
根据电池充电曲线，新电池应该是先均冲，后浮充。
三、均充、浮充具体操作方法均充电流时电池容量的1/10H，例：300AH电池均充电流30A，充电电压系统自动控制，恒流30A充3小时自动转浮充。
一般浮充电压取电池额定电压的1.125倍X电池节数；均充电压取电池额定电压的1.175倍X电池节数。
比如48 V通信电源蓄电池组由24节蓄电池串联而成，浮充电压 2.23X24=53.5v（略小于 1.25倍），均充电压2.35×24=56.4v。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
重 要 ， 保 证 蓄 电池 长 期 、 效 运 行 的 关键 技 术 。 中将 对 现 有 的各 种 蓄 电 池 均衡 技 术 进 行 介 绍 ， 是 有 文 并指 出各 种 方 法 的
优缺点。
关键 词 ： 电池 ； 量 均 衡 ： 述 蓄 容 概 中 图分 类 号 ： Ｍ９ ２ Ｔ １ 文献 标 志 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： Ｎ１ — ４ ０ ２ １ ） ５ ０ ３ — ５ Ｃ ２ １２ （０ １ ０ — ０ ２ ０
不能放电 ， 完全 不 能使 用 。 因此对 蓄 电池容 量 的均
衡 是 非 常重要 的 ， 其是 在 大 量 蓄电 池单 体 串联 的 尤
情况。 蓄 电 池 容 量 均 衡 的 方 法 主 要 有 电 阻 消 耗 均 衡 法 、 关 电 容 法 、 向 Ｄ — Ｃ 变 流 器 法 、 绕 组 变 开 双 Ｃ Ｄ 多
图 １ 电 阻 消 耗 均衡 法 结构 图
第５ 期
董 博 ． ： 电池 容 量 均 衡 方 法 概述 等 蓄
３ ３
明显 ， 能量 消耗 大 ， 只能 对 单 体进 行 放 电不 能充 电 ， 而 且 其 他 蓄 电池 单 体 要 以 最 低 的单 体 为标 准 才 能
实 现均 衡 。 率 低㈣ 。 效
于 ， Ｇ 开通 Ｇ 关 断 时 ，电容 Ｃ 和 电池 单 体 Ｂ。 ： 。 并 联 ， 将能 量传 递 给 Ｃ ； ｌ 断 Ｇ 开通 时 ，电容 Ｃ Ｂ。 １Ｇ 关 ２ ｌ 和 电池 单 体 ： 联 ， 。 能 量 传递 给 Ｂ ， 并 Ｃ将 ：完成 这 个 周 期 内的能 量 传递 。 以此 类 推 。 过控 制 开 关 器 件 通 的开通 与关 断 ， 利用 电容实 现能 量 的逐 个传 递 。
引 言
１ 电阻 消 耗 均 衡 法
在 由蓄 电池 作 为储 能 单元 的系 统 中 ， 由于蓄 电 池单 体 往往 容 量 比较 低 ． 能够 满足 大 容量 系 统 的 不
要求 ， 因此 需要 将 蓄 电池 单 体 串联 ， 成 蓄 电池 组 形
电 阻消 耗 均 衡 法 是 通 过 与 电池 单 体 连 接 的 电
２ 开 关 电容 法
开 关 电容 法 是 在 每 两 个 相 邻 的 蓄 电池 之 间 通 过 开关 器 件 与 一个 电容 并 联 ， 图 ２所 示 。通 过 控 如 制 开关 器件 驱 动 信号 Ｐ ＷＭ 的 占空 比实 现相 邻 两 个
图３ 开 关 电 容 法 等 效 电 路
电池之 间能 量 的传 递 。 如若 蓄 电池 单体 容 量 。 例 高
阻 ， 高 于其 他 单 体 的能 量 释 放 ， 达 到各 单 体 的 将 以
均 衡 ， 图 １ 示 。每 个蓄 电池单 体 通 过一 个 三极 如 所
管 与 一个 电阻连 接 ， 过控 制 三极 管 的 导通 与关 断 通
以提 高供 电 电压 和存储 容 量 ，例 如在 电动 汽车 、 微 电 网系统等 领域 大多 需要 蓄 电池 串联 。由于 蓄 电池 单 体 自身 制作 工 艺 等原 因 ， 同单 体 之 间诸 如 电解 不
压器 法 、 多模块 开关 均衡 法 、 关 电感 法 等 。 开
收 稿 日期 ：０ １ ０ — ０ ２ １－ ５ ３ 作 者 简 介 ： 博 （９ ３ ， ， 士 研 究 生 ， 董 １ ８ 一） 男 博 主要 研 究 方 向为 微 电 网 ． 储 能 。ｅ ａｌｄ ｎ ｂ ７ ａｌ ｔ ｎ ｈｌ． ｕｃ 。 ｍ ｉ：ｏ ｇ Ｏ ＠ｍ ｉ ． ｉｇ ｉ ｅ ． ｓｓ ａｄ ａ 李 永 东 ， ， 士 生 导 师 ， 要 研 究 方 向 为 电 力 电子 与 电 男 博 主 力传动 。 第ຫໍສະໝຸດ ５期 ２ １年 ９月 ０１
电
源
学
报
ＮＯ５ ． Ｓ ｐ．０１ ｅ ２ １
Ｊ ｕｒ ａ ｆＰｏ ｒＳ ｐ ｙ ｏ ｎ ｌｏ ｗｅ ｕｐ ｌ
蓄电池容量均衡方法概述
董 博 ， 永东 李
（ 清华 大学 电机 工程 与应 用 电子技 术 系 ， 京 １ ０ ８ ） 北 ０ ０ ４
摘 要 ： 电 池 由 于其 储 能 时 间 长 ， 格 低 等 特 点在 电动 车 、 能 源发 电等 领 域 得 到 了广 泛应 用 。 蓄 电 池 单体 电 蓄 价 新 但 压 、 量 较 小 ， 了满 足增 大 蓄 电 池 容 量 的要 求 ， 般 将 蓄 电池 单 体 串联 使 用 ， 由 于单 体 的 个 体 差 异 ， 长 时 间使 容 为 一 但 在 用 后 会 导 致 单体 的容 量 各 不 相 同 ， 整 个 电池 组 的 效 率产 生严 重 的 影 响 。因此 时 蓄 电池 组 各 单 体 的容 量 均 衡 就 非 常 对
３ 双向 Ｄ — Ｃ ＤＣ变 流 器 法
该 方 法 每 个 蓄 电池 单 体 都 连 接 一个 双 向 Ｄ — Ｃ ＤＣ变 流器 后再 串联 ， 图 ４所示 。由于 蓄 电池单 体 如
电压 等 级 比较低 ， 一般 情 况 下将 蓄 电池单 体 作 为 低 压 侧 。在 给 蓄 电池组 充 电时 ， 根据 图 ５的控制 策 略 ，
实 现 蓄 电池单 体 对 电 阻 的放 电 。该 种 结 构 控 制 简 单 ， 电速度 快 ， 多个 单体 同时 放 电。但 缺点也 很 放 可
液密度 、 电极 等 效 电阻 等 都 存 在 着 差 异 ， 些 差 异 这
导 致 即便 串联 蓄 电 池 组 每个 单 体 的充 放 电 电流 相
同 ， 会 使 每 个 单 体 的容 量 产 生 不 同 。 而 影 响 整 也 进
个 蓄 电池组 的工作 。最坏 的情 况 ， 一 个 蓄 电池组 在 中， 有一 个单 体 的剩 余容 量 接 近为 １ ０ ， ０ ％ 另一 个单
体 的剩余 容量 为 Ｏ ，则这 个 蓄 电池 组 既不 能充 电也