如何解决动力锂电池组各个单节电池的均衡问题
锂电池均衡方案
被动平衡的方法是：在充电时，可以将导致小电池电压迅 速高涨的电流分流到旁路电阻。将不需要的充电电流分流 至电阻，以便让电阻耗散这些电流，就可以避免电池的过 充电。被动平衡的这一功率耗散功能可以将电池分流出来 的电流限定在某一范围内，从而使所有的小电池都充满电。
被动平衡方法的不足是：因为以功率耗散为手段，使一部 分平衡电流表现为热量，这样就使得锂电池组的充电效率 大打折扣，加大了制造锂电池的成本。另外，它也不能解 决锂电池组在放电和搁置状态时的电量失衡问题，因而， 如果想达到被动平衡的终极目的——锂电池组充放电的全 面平衡还需要采取进一步的措施，但这都会加大锂电池制 造成本。
锂电池放电的不平衡来源于三个方面：一是放电前状态的 不平衡，虽然通过被动平衡能使每个小电池都能得到充足 的电量，但由于小电池结构不同，部分小电池内部损耗大， 也可以说自放电大，从而造成一个锂电池组内的不同小电 池电量失衡。二是每个小电池的参数只能是接近（即使是 无限接近）而不能保证完全一致，参数接近度越高，则挑 选小电池花的费用就越大，从这个角度来说，每个小电池 的参数不尽相同。三是每个小电池有着不同的温度梯度， 小电池在不同的温度梯度内老化的速度不同。还有另一种 可能，相同的老化程度对每个小电池的要求是不一样的， 在同一温度下，有的老化快些，有的老化慢些。
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热量管理系统可以保证被动平衡在放电状态下也有一定的 作用，但效果并不明显，且成本高，为了保证锂电池充放 电完全平衡，“被动平衡”方案在锂电池组制造中应运而 生。
锂电池组的被动平衡方案
动力锂电池有两种解决小的锂电池在电池组中不平衡状况的方案： 主动平衡与被动平衡。这里主要谈被动平衡方案。
放电电阻 电压检测
成本异动
被动平衡是针对锂电池充电状态而言的。它的前提是，在 对电池组充电前，电池组内的每个小电池存有不同的残余 电荷，这种不同是由电池的不同性能参数决定的，由于每 一个电池这种性能上的不同，有部分电池在电流冲动下会 因为自己的“弱势”而过充，形成过压。过压是对锂电池 的最大伤害，它会造成电池组的严重受损乃至无法再次使 用。
电瓶修复—锂电池均衡建议
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如果是大容量电池，散热是一个很大的问题。
例如，现在对电动自行车使用的l锂电10AH/36V电池组，充电往往采用4A以上的充电电流。
每一个单体电池均衡的放电电流应该在4A，在4.2V的时候，每只电池的功率高达16.8W，10串就需要168W。
这样极端的状态，这样高的散热不好处理。
所以，现在均衡充电往往采用自动控制，自动恒压减少充电电流，还采用“分流逆变的方法，把多余的电流逆变到电池电压低的单体电池上。
降低功耗是次要的，降低发热是主要目的。
分流的负载不是消耗在分流电阻(包括半导体器件做的等效电阻)，而是采用逆变的方法，把分流的电流逆变再利用。
这样的方法不是为了节省分流的能源，当然具有能源再利用的特征，但是，最大的优点是把发热改变为再利用的能源。
这样，一方面降低了能源的消耗，另外一个方面，也是主要的方面，降低了电池阻分流的热量，这样的分流方法常见于电动汽车这样的大功率电池组的均衡。
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锂电池组并联均衡充电方法
锂电池组并联均衡充电方法锂电池组由多只单体锂电池串联而成，由于单体的差异性，串联充电时端电压上升不一致会出现部分单体过充，部分单体充电不足的问题。
理想的状态是每个电池电压在充电过程中同步上升，完全一致，接近充满时充电器转灯，充电停止。
锂电池组定期做好均衡基本可以达到这种理想状态，这是不喜欢锂电保护板的人追求的效果。
锂电池保护板本身不一定可靠，保护板损坏锂电池的例子不少见。
本人试验的并联手动均衡方法，电路简单可靠，效果良好，具有实用价值。
基本原理是均衡充电时所有电池并联，常规充电和用电时串联。
均衡充电时所有电池并联电压相等，实现了各个电池的强制均衡。
1.二极管隔离并联充电均衡法见电路图1，以6只单体电池串联为例，断开开关S1—S5再接充电电源。
二极管选用1N5401—5408，3A额定电流下实测二极管正向压降为0.8V，正向压降0.7V时流过二极管的电流很小。
磷酸铁锂电池，最高充电电压3.65V,实际考虑到延长电池寿命最高充电电压定为3.5V，充电电压=3.5+0.7+0.7=4.9V加上线路压降选用5V电源很合适。
三元、聚合物类锂电池最高充电电压 4.25V，充电电压=4.1+0.7+0.7=5.5V合适，两种情况下电池都能在接近充满时自停。
充电过程中各个单体电池虽然被二极管隔离，但不影响电池的均衡，因为单体电压高的充电电流小，电压低的充电电流大。
断开均衡充电电源，合上开关S1—S5电池串联放电。
锂电池组在负载电流不大的情况下，S1—S5选用开关可行。
大电流放电场合用压接件代替开关体积小、接触电阻小、接线短、成本低，只是拧紧和松开螺丝比拨动开关费时间。
这种均衡依据电池使用情况一个月至三个月做一次，总体来说不麻烦。
2. 直接并联充电均衡法如电路图2所示，取消了隔离二极管。
磷酸铁锂电池充电电压选用3.5-3.6V，三元、聚合物电池选用4.1-4.2V。
红色鳄鱼夹引线都焊接在一起接充电电源正极；黑色鳄鱼夹引线都焊接在一起接充电电源负极。
矿用动力锂电池组均衡管理策略及系统研究
矿用动力锂电池组均衡管理策略及系统研究
近年来，随着矿山采矿行业的发展，动力锂电池作为矿山采矿行业的主要能源，在很多方面发挥着重要作用。
然而，由于锂电池的特殊性，针对采矿行业的动力锂电池组，必须提出适合的均衡管理策略，以便在高强度的工作条件下的有效使用。
一、采矿用动力锂电池组均衡管理策略
1.组内均衡管理：采用多参数并行的均衡平衡方法，可有效保证每个电池单元
之间负载均衡，充放电功率及容量均衡，从而有效延长动力锂电池组的使用寿命。
2.组间均衡管理：采用分步均衡管理技术，可有效保证动力锂电池组之间及控
制系统之间的多异步并行均衡，从而有效防止充电和放电时出现动力均衡的漂移情况。
三、采矿用动力锂电池组系统研究
1.系统集成技术：利用智能电池系统管理系统，实现动力源可靠性的极高稳定性，有效降低故障率，有效提高系统安全性和可靠性。
2.多电池匹配技术：通过规划电池组内的多种类型电池，利用锂电池一体化技术，实现电池组轻量化和多功能化，从而满足采矿行业的多种应用要求。
3.多主电池技术：利用多主电池副控方案，可有效增强电池组的可靠性，实现
动力锂电池组安全可靠的运行，有效提升采矿行业的效率。
综上所述，就采矿用动力锂电池组均衡管理策略及系统可以看出，该策略及系统为采矿行业提供了更高效、安全可靠的电池供应能力，有效服务于更加快捷便捷的采矿作业过程，更安全绿色的采矿行业，积极促进行业经济发展。
锂电池组均衡方法
锂电池组均衡方法
嘿，大家好呀！我是一块小小的锂电池，今天我来给大家讲讲锂电池组的均衡方法哦。
嘿，你们知道吗？让锂电池组都一样厉害可重要啦！
有时候呀，锂电池组里的小伙伴们不一样强。
就像小朋友们一起玩游戏，有的跑得快，有的跑得慢。
这样可不好，会让整个锂电池组不开心呢。
一个办法就是用小电阻来帮忙。
给那些电太多的锂电池接一个小电阻，就像给跑得快的小朋友绑一个小沙袋。
这样电就会慢慢地从小电阻跑掉一些，让这个锂电池和别的小伙伴差不多厉害。
还有呢，可以用小风扇吹一吹。
就像小朋友们热的时候吹吹风就凉快了。
给锂电池组吹吹风，让它们的温度都差不多。
温度一样了，它们就会变得更听话，更均衡啦。
还有一种很厉害的办法叫主动均衡。
就像老师来帮忙让小朋友们都站得整整齐齐。
有个小机器会把电多的锂电池里的电搬到电少的锂电池里，这样大家就都一样棒啦。
嘿，小朋友们，你们记住了吗？锂电池组的均衡方法有很多哦，这样就能让它们一起好好工作，给我们带来更多的能量。
动力电池组的均衡控制和管理
电池的效率指电池的充放电效率或能量输出效率,本文指后者.对于电动汽车,续驶里程是最重要指标之一,在电池组电量和输出阻抗一定的前提下,根据能量守恒定律,电池组输出的能量转化为两部分,一部分作为热耗散失在电阻上,另一部分提供给电机控制器转化为有效动力,两部分能量的比率取决于电池组输出阻抗和电机控制器的等效输入阻抗之比,电池组的阻抗越小,无用的热耗就越小,输出效率就更大.
10寿命
单体电池寿命定义和测试程序已被人们普遍接受并形成许多标准,测试寿命时,可保证不过充、过放,也就不会提前失效,与单体不同,电池组的寿命测试目前的做法不科学,在一定程度上限制了动力锂电池的实用化进程.提供者强调每只电池的电压不可超越规定的限值,电池组的寿命应该是各单体电池寿命的最小者,其值应该与单体平均寿命相差不会太多,测试人员模拟电池组使用情况,用对单体电池相同的方法测试寿命,电压限值取单体电压限值与数量乘积,实际限制的是单体平均电压,组内单体电压有低有高,对于几十只、上百只的电池组,电压、容量、内阻的差异性总是客观存在的,过充过放无法避免,并且一旦发生相关电池将很快报废,因此就出现专家组测试的电动汽车动力电池组的寿命还没有突破过百次.
6荷电
电池还有多少电量,又称剩余电量,常取其与额定容量或实际容量的比值,称荷电程度.是人们在使用中最关心的、也是最不易获得的参数数据,人们试图通过测量内阻、电压电流的变化等推算荷电量,做了许多研究工作,但直到目前,任何公式和算法都不能得到统计数据的有效支持,指示的荷电程度总是非线性变化
7容量
电池在充足电以后,开始放电直到放空电为止,能输出的最大电量.容量与放电电流大小有关,与充放电截止电压也有关系,故容量定义为小时率容量,动力电池常用1小时率(1C)或2小时率(0.5C)容量.电池在化成之前材料的活性不能正常发挥,容量很小,化成过程开始后,电池进入其生命期,在整个生命期里,电池的活化和劣化过程是一个问题的两个方面,初期活化作用处于主导地位,电池容量逐渐上升,以后,活化和劣化作用都不明显或相当,后期,劣化作用显著,容量衰减,规定容量衰减到一定比例(60%)后,电池寿命终结.
动力电池组的均衡控制与设计
法能有效地弥补电池的不一致性。 关键词 ： 动 力 电池 组 ； 不一致性 ； 均 衡 控 制
中图分类号 ： Ｕ ４ ６ ９ ． ７ ２
文献标识码 ： Ｂ
文章 编号： １ ６ ７ ２ — ５ ４ ５ Ｘ （ ２ ０ １ ４） ０ ６ － ０ ０ ５ ９ — ０ ３
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
随着 能 源 及 环保 等 问题 的 日益 加 剧 ，发展 新 能
《 装备制造技术） ２ ０ １ ４ 年第 ６ 期 ０ ． ０ ２ ９ Ｖ， 电池组的不一致性得到了很大的改善 ， 均衡
效果 明显 。
图 ６ 控 制 电路 原 理 框 图
２ ． ２ ． ４软 件设 计 悯
为 了增加程序 的可读性和可维 护性 ，方便今后 的程序移植 ， 采用 Ｃ语言编程 ， 并且选用 Ｐ Ｉ Ｃ Ｃ作为 Ｃ语言编译器 。 软件 的流程如图 ７ 所示 。 利用信号采
三大秘诀解决锂电池不一致的问题
三大秘诀解决锂电池不一致的问题电芯性能的不一致，都是在生产过程中形成，在使用过程中加深。
同一个电池组内的电芯，弱者恒弱，且加速变弱。
单体电芯之间参数的离散程度，随着老化程度的加深而加大。
动力锂电池，已经稳稳占据了电动汽车电源江湖老大的地位。
使用寿命长，能量密度高，还极具改进潜力。
安全性可以改，能量密度可以继续上升。
在可预见的时间里(传说大约2020年左右)就可以赶上燃油车的续航能力和性价比，步入电动汽车的第一个成熟阶段。
然而锂电池也有锂电池的烦恼。
1：为什么锂电池多数都是小个子我们看到的锂电池，圆柱电池，软包电池、方形电池，一般都长相清秀，完全找不到传统铅酸电池那样的大块头，这是为什么?能量密度高，锂电池往往不敢设计成大容量。
铅酸电池的能量密度在40Wh/kg左右，而锂电池，已经超过150Wh/kg。
能量集中度提高，对安全性的要求水涨船高。
首先，单只能量过高的锂电池，遇到意外，引发热失控，电池内部急剧反应，短时间内，过多的能量无处释放，是非常危险的。
尤其在安全技术，管控能力发展还不够充分的时候，每只电池的容量都应该克制。
其次，被锂电池壳体包裹起来的能量，一旦出现意外，消防员、灭火剂无法触及、无能为力，只能在发生事故时隔离现场，任事故电池自行反应，能量燃尽为止。
当然，出于安全考虑，当前的锂电池已经设计了多重安全手段。
拿圆柱电池为例。
安全阀，当电池内部反应超出正常范围，温度上升，并且伴随生成副反应气体，压力达到设计值，安全阀自动开启，泄掉压力。
安全阀打开的一刻，电池完全失效。
热敏电阻，有的电芯配置热敏电阻，一旦出现过流，电阻在达到某一个温度以后，阻值陡增，所在回路电流下降，阻止温度的进一步升高。
熔断器，电芯配备具有过流熔断功能的熔丝，一旦出现过流风险，电路断开，避免恶性事故的发生。
2：锂电池一致性问题锂电池不能做成一大只，只好把众多小电芯组织起来，大家劲往一处使，精诚合作，也能带着电动汽车飞起。
这时候，就需要面对一个问题，一致性。
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如何解决动力锂电池组各个单节电池的均衡问题
动力电池组是由多个单节电池串联组成的电池模块，由于电池个体之间内部特性的差异，若干次充、放电后，电池组会失衡，严重影响动力电池组的效率与安全。
另外，电池组在充放电过程中的过充电、过放电、电流过大、温度过高等现象会加剧电池间特性的差异，从而引起单节锂电池之间容量、电压等性能的不平衡，最终导致电池组整体特性的急剧衰退和部分电池的加速损坏。
因此在锂电池组合使用时必须要解决各个单节电池在电池组中的平衡问题。
电池组中各节电池电量的均衡可采用电阻均衡、电容均衡、变压器均衡等多种方案。
由于本管理系统是针对大容量的动力锂电池组，若采用电阻均衡，均衡速度快但将会有过多的能量白白浪费掉；电容均衡虽然不额外耗能，但是均衡电流一般较小，很难胜任动力锂电池之间的均衡。
故本均衡模块采用兼顾效率和速度的变压器均衡方案。
在具体设计中直接采用DC/DC开关电源模块。
由于开关电源模块具有功耗小、效率高、体积小、质量轻等优点，将其直接作为均衡模块使用是一个很好的选择。
在具体使用时，根据检测到的各单节电池的电压值判断是否需要对电池组进行能量均衡。
若需要，闭合均衡总开关K5，开关K1、K2向下打到均衡档，用电池组的整体能量对电压最低节电池进行额外的均衡充电，直到各节电池电压值的差别在系统要求范围之内。
原理图如图4所示。
图4 电压采样、均衡充电原理图
电流采样的实现
电流是电池容量估计的关键参数，因此对电流采样的精度、抗干扰能力和线性度误差的要求都很高。
在本设计中采用LEM公司的闭环电流传感器LTSR25-NP，如图5所示，
图5 LTSR25-NP实物图
该元件具有出色的精度、良好的线性度和最佳的反应时间。
其额定电流为25A，最高可测80A的电流，满足系统设计的要求。
该电流传感器可把充放电电流转换为0V~5V的电压信号，送至单片机的10位A/D转换器进行转换后可测得充放电电流，测量精度为0.2A。
其工作特性曲线如图6所示。
图6 电流传感器LTSR25-NP 工作特性曲线
图中以VREF为参考点电压，默认为2.5V，IP为被测量电流。
温度采样的实现
电池管理系统中的温度检测采用的是美国DALLAS半导体公司生产的数字温度传感器DS18B20。
它是单片结构，无需外加A/D转换器即可输出9~12位的数字量。
通信采用单总线协议，对DS18B20的各种操作通过一条数据线即可完成。
因为每个DS18B20都含有唯一的序列码，使每条总线上可同时连接多个DS18B20，这就使得DS18B20连线简单，系统设计灵活，适合用于多点测温系统，特别是与单片机合用构成的温度检测与控制系统。