基於高壓鋰離子電池組的充電方法

2022/04/08

作者:iflowpower——便攜式電站供應商

目前一般的串聯充電都是對鋰離子電池組進行充電,都是串聯構造的,這是由於串聯充電結構簡單,成本低,更容易實現。但由於單體鋰離子電池之間在容量、內阻、衰減特性、自放電等方面存在差異,電池包中的單體電芯會更小。第一粒,此時其他電池還沒有亂電,如果繼續充電,惰性鋰離子電池可能會過充。

鋰離子電池過充會嚴重損害電池的性能,甚至可能導致爆炸傷害。因此,為了防止單體鋰離子電池過充,鋰離子電池組一般都配備有電池管理系統(BatteryManagementSystem,簡稱BMS),通過電池管理系統控制每一個單體鋰離子電池。充電時,如果有單節鋰離子電池的電壓達到充電保護電壓,電池管理系統會切斷整個串聯充電器,停止充電,單節電池過充,會導致其他鋰電池離子電池是不可避免的。

經過多年的發展,磷酸鐵鋰動力鋰離子電池由於安全性高、循環性能非常好,已基本滿足電動汽車特別是純電動汽車的要求,並已基本具備。加工條件。但磷酸鋰離子電池的性能與其他鋰離子電池有一定的區別,特別是其電壓特性與錳酸鋰、鋰離子電池等不同。

下面是磷酸鐵鋰和錳酸鋰的充電曲線對比 2鋰離子電池與鋰離子劃界對應關係: 1鋰離子電池鋰離子去交錯與充電曲線對應關係 圖2鋰鐵離子電池對應關係從上圖不難看出鋰離子荒漠化與充電曲線的關係。磷酸鋰的鋰離子電池在溢出時,鋰離子從正極到負極幾乎完全脫除,電池端電壓迅速升高,充電曲線出現向上現象,這會導致電池很容易達到充電保護電壓。因此,磷酸鐵鋰離子電池組中某些電池的現象更加明顯。

另外,雖然有些電池管理系統有均衡,但是由於成本、散熱、可靠性等多方面的原因,電池管理系統的均衡電流一般比串聯充電的電流小很多,所以均衡效果不是很明顯,也會出現一些單體電池的不滿,這與鋰離子電池組要大電流充電比較明顯,比如電動車用的鋰離子電池組。比如100個放電容量串聯構成一個電池組,但是如果設置一個組,99個單體鋰離子電池充電80ah,另一個單體鋰離子電池充電100ah,當這個電池組串聯時,將充電100ah的單體鋰離子電池充滿,從而達到充電保護電壓,為了防止這個單體鋰離子電池被過充,電池管理系統會切斷整個串聯充電器,使其他99節電池不能溢出,使整個電池組放電容量僅為80AH。一般電池廠家在電池出廠時都是在試容量,恆流充再充。

然後恆流放電,測量放電容量。一般放電容量約等於恆流充電容量加上恆壓充電容量。在實際的電池組串聯中,串聯的電池組沒有恆壓充電過程,所以恆壓充電容量不會,電池組容量會小於單體電池容量。

充電電流越小,恆壓充電容量越小,電池組損耗的容量越小,因此電池管理系統與充電機配合採用串聯充電模式。電池管理系統和充電機配合串聯充電器管理系統是對電池性能和狀態最全面的設備,所以連接電池管理系統和充電器,使充電機實時了解電池信息。在電池充電時更有效地處理電池,示意圖如下。

圖 3 動力鋰離子電池系統集成方法 圖 4 鋰離子電池系統基本系統 圖 5BMS 與慈善協調團隊合作充電示意圖 電池管理系統與充電電機協調 充電模式的原理是:電池管理系統通過電池當前狀態( (如溫度、單體電池電壓、電池工作電流、一致性等)進行監測,並利用這些參數估算當前電池的最大允許充電電流;充電過程中,電池管理系統與充電器聯動,實現數據共享。電池管理系統將總電壓、最高單體電池電壓、最高溫度、溫升、最大允許充電電壓、最高單體電池電壓、最大允許充電電流傳輸給充電機,充電器可以可根據電池管理系統電源改變其充電策略和輸出電流。

當電池管理系統提供的最大允許充電電流在充電器電流容量中較大時,充電器按最大輸出電流充電;當電池有電壓時,電池管理系統可以實時檢測並及時通知充電。機變電流輸出;當充電電流大於最大允許充電電流時,充電器開始跟隨最大允許充電電流,有效保護電池過充,達到延長電池壽命的目的。一旦充電過程,電池管理系統可將最大允許充電電流設置為0,強制充電機停機,警示事故,確保充電安全。

在這種充電模式下,可以提高電池管理系統的管理和控制功能,充電器可以根據電池的狀態,實時改變輸出電流,以及熱電池組中的所有電池,並優化收費。電池組的實際放電容量也比一般的串聯充電方式要大,但是這種方式是針對電池組中的一些電池包,特別是當電池組數量多、電池差、充電電流大時時間。並聯充電解決了電池組中某些單體電池的一些問題,開發了一種並聯充電的方法,示意圖如下。

圖6 連接會議但同時多個低電壓,大電流充電電源為每個單體電池充電,存在性高,可靠性低,充電效率低,連接線粗等缺陷,沒有大範圍的充電方式。由於以上三種充電方式,串聯大電流充電加小電流並聯充電存在一定的問題。我開發了一種高壓電池組的充電方法,尤其是電動汽車電池組,即電池管理系統和充電。

整機配合大電流充電加恆壓限壓的一系列並聯小電流充電,示意圖如下圖。圖7 電池管理系統與充電機配合串充組合充電示意圖 這種充電方式具有以下特點: (1) 由於本系統的BMS具有過充功能,從而保證電池不會出現過充.當然,如果BMS無法與並聯充電電源進行通訊和控制,由於並聯充電電源的恆壓值一般與鋰離子電池組中單體鋰離子電池的電壓值相同,因此存在沒有過充問題。

(2)由於可以進行並聯充電,所以可靠性不高,平衡電路比較高,充電效果比採用平衡電路的串聯充電方式要好,維護管理簡單易行。 (3)由於串充的最大電流大於匯流的電流(一般大於5倍),可以保證更高容量在更短的時間內充電,從而發揮串充的最大效果. (4)充電時,串、並聯的順序和並聯充電電源的數量可以靈活,可以同時充電;可並聯充電,也可並聯充電使用;或根據電池組內的電壓使用並聯充電電源。

這種情況目前由最低的電池充電。 (5)隨著技術的發展,並聯充電電源可以是非接觸式充電電源(無線充電電源)或太陽能電池電源,使並聯充電簡單。 (6)當鋰離子電池組中單體鋰離子電池的數量可以將一個鋰離子電池組劃分為若干個鋰離子電池組模塊時,BMS和充電器協調配合BMS和充電器。

電荷以結合基於口徑的小電流充電和恆壓限流的方式進行充電。電池組中的串聯電池數量可取減少,單體電池之間一致性較差,導致BMS和充電機的充電效果協調充電效果才能發揮的缺點。 BMS和充電器。協調協調充電模式的最大效果。

這種方式特別適用於由可快速更換的低壓(如48V)電池模組系統組成的高壓電池組,這樣可以與電池更換站或充電站並行進行充電或維修(一般用戶通常可以充電)不與並列充電並列使用,根據實際情況進行分類重新充實。

採用電池管理系統與充電機配合串聯大電流充電加恆壓限流的充電方式,可有效處理鋰離子電池組串聯過充、充滿、不滿意等情況,可防不勝防。充電電源高、可靠性低、充電效率低、連接線粗等是目前最適合高壓電池組,尤其是電動汽車電池組。

結論 鋰離子電池是一種理想的電源,由於工作電壓高、體積小、質量輕、無記憶效應、無污染、自放電、循環壽命長,是一種理想的電源。在實際使用中,為了獲得更高的放電電壓,一般鋰離子電池組中串聯至少兩個單體鋰離子電池。目前,鋰離子電池組已廣泛應用於筆記本電腦、電動自行車以及備用電源等品類。

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