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高速放電均衡對存在*性問題電池組的作用和意義
充電均衡只能解決電池組充滿電的問題,實(shí)際釋放電量仍取決于電池組中的小容量電池,而放電均衡則解決了所有電池容量統(tǒng)一調(diào)配的難題,本文通過兩串電池組的實(shí)際均衡放電數(shù)據(jù)詮釋了均衡放電的重要性。

大力神蓄電池CD12-370DNT

電池組的*性問題

??電池組的*性問題永遠(yuǎn)是電池管理界永遠(yuǎn)揮之不去的痛，*性問題不僅使電池組的實(shí)際放電容量降低，影響設(shè)備的功率輸出和續(xù)航時(shí)間,嚴(yán)重時(shí)還有可能發(fā)生“熱失控"問題，導(dǎo)致故障的發(fā)生。
??基于安全放電的原則,電池組的可釋放電量取決于電池組中容量小的電池,類似于“木桶效應(yīng)"。電池的串?dāng)?shù)越多,影響越大。以100串100Ah鋰電池組為例,如果有一串電池的容量下降到只有80Ah,那么,該電池組的可利用容量只有80Ah,大約20Ah的容量無法利用,相當(dāng)于1/5的容量都浪費(fèi)了,無法得到利用,非?？上АＫp電池的實(shí)際充放電倍率將高于電池組的平均電流,衰減進(jìn)入加速通道,并形成惡性循環(huán)。惡性循環(huán)的結(jié)果是,電池組的容量迅速下降,而且伴隨嚴(yán)重的熱失控風(fēng)險(xiǎn)。
??現(xiàn)在,*都在通過技術(shù)研發(fā)提高鋰電池的單位容量,但限于技術(shù)等原因,進(jìn)展緩慢,而已有的大容量電池組的容量又由于*性問題有效容量得不到充分利用,除了電池生產(chǎn)因素導(dǎo)致的電池差異外,使用期間的溫度、大電流充放電和電池管理跟不上都會導(dǎo)致這一問題的發(fā)生。
??放電容量的下降與之對應(yīng)的就是充電容量同樣下降,如果是車用電池組,則表現(xiàn)為電池衰減嚴(yán)重,續(xù)航里程嚴(yán)重縮水。

C&D大力神蓄電池C&D12-370DNT

電池均衡技術(shù)的難點(diǎn)

??就目前的電池管理技術(shù),能夠解決電池組*性問題的技術(shù)只有電池均衡技術(shù)。而要實(shí)現(xiàn)電池容量的充分利用,則必須要求電池均衡器同時(shí)支持放電均衡、充電均衡和靜態(tài)均衡,此外,由于不同容量電池的存在,充放電末期存在較高的電壓差,因此,電池均衡器還必須具有寬幅的均衡電流和高效的電能轉(zhuǎn)換效率,既能實(shí)現(xiàn)高效均衡又能減少在充分利用容量期間的損失。
??好消息是,具有這種技術(shù)要求的電池均衡技術(shù)已經(jīng)被作者歷經(jīng)多年攻關(guān)研發(fā)出來,經(jīng)過不間斷的持續(xù)改進(jìn),性能越來越好,很小的電壓差就可以獲得非常大的均衡電流,5A以內(nèi)均衡電流的設(shè)計(jì),可以實(shí)現(xiàn)1A/13mV;10～15A均衡電流的設(shè)計(jì),可以實(shí)現(xiàn)1A/10mV,從而實(shí)現(xiàn)高速均衡,該技術(shù)的鮮明優(yōu)勢是同時(shí)支持高速放電均衡和高速充電均衡,這是很多電池均衡器技術(shù)不具備的。在高速放電均衡期間,大容量電池多釋放的電池容量不經(jīng)過小容量電池,而是直接進(jìn)入放電通道對負(fù)載供電,小容量電池由于實(shí)際放電電流降低,因內(nèi)阻原因引起的電池溫升大幅度降低,也降低了熱失控的風(fēng)險(xiǎn)。
??高速放電均衡重要的意義在于能發(fā)揮電池容量的大功效,讓應(yīng)該做功的容量全部利用起來,例如本例的99串20Ah容量,而不是讓其閑置不用。真正意義上的高速放電均衡包含多方面的含義:實(shí)時(shí)均衡、支持大電流均衡、電能轉(zhuǎn)換效率要高。
??仍以本例電池組為例,假設(shè)電池組的放電電流為0.2C,即20A,那么,本文均衡器的大均衡電流只要達(dá)到4.5～5.0A即可滿足該電池組安全放電、并且所有20Ah的電量都可以正常釋放的需要。同樣,如果電池組的放電電流提高到0.4C,即40A,則大均衡電流需要9～9.5A,普通電池均衡器是無法滿足要求的，而本文采用的同步整流技術(shù)的實(shí)時(shí)高功率、高效率轉(zhuǎn)移式電池均衡器則可以輕松應(yīng)對。
??均衡電流越大,對小容量電池的過充、過放電保護(hù)能力越強(qiáng),電池組的運(yùn)行越安全,允許電池間的差異越大。
電池組的實(shí)際放電容量與初始容量的比值反映了電池組的運(yùn)行效率,這一比值越大,說明電池組的健康狀況越好,充電均衡技術(shù)只能讓電池組充滿電,實(shí)際放電容量取決于容量小的電池,而放電均衡的介入和干預(yù),可以說,放電均衡決定了電池組的大放電容量和能力,更具有實(shí)際意義。