磷酸鐵锂電池组均衡充电的研究意义
單節磷酸鐵锂電池额定电压平台为3.2V,很明显單節电池远远不能满足电动汽车对动力电池电压等级的需求。另一方面,目前生产的单体磷酸鐵锂電池额定容量有限。以沃特玛生产的圆柱体磷酸鐵锂電池为例,作为国内磷酸铁锂能源解决方案优质供应商之一,其主要生产的单体磷酸鐵锂電池额定容量不超过10Ah,很明显单体电池的容量也远不能满足电动汽车对动力电池容量的需求。因此,磷酸鐵锂電池在使用过程中往往建议采用先并联后串联的方式连接。

然而,由于单体电池生产过程中的性能参数的分散性,在电池组并、串联使用过程中随着充放电次数的增加,单体电池间的容量分散性会逐渐增大,从而导致动力电池组性能下降和循环寿命缩短[-1,17-18]。为此,需对动力电池组进行均衡充电,达到降低单体电池不一致性的影响,改善动力电池组性能,延长电动汽车续驶里程。磷酸鐵锂電池过充电是引发电池不安全行为的最危险因素之一。锂离子电池的过充不安全行为主要来至于所采用的有机溶液电解质。有机溶液电解质因其不能做到像水溶液电池中的水可实现分解与复合的可逆过程,这也导致了其对过度充电甚为反映强烈。为保证电池组的充电安全性,电池组在实际应用中均需配置专用保护电路进行充电管理,从而避免单体电池过充电,并尽可能延长电池组使用寿命。
單體電池管理電路在連接至單體電池兩端時將持續消耗電能。盡管電池管理系統在工作或不工作時通過設置“低功耗”模式可降低功耗,但仍將消耗電能,並且此時消耗的電能將大于單體電池的自放電電能。對于長期擱置的電動汽車而言,即使電動汽車不使用,但由于單體電池管理電路仍並聯在單體電池上,將持續對電池過度放電,直至放電損壞。因此,爲了避免因單體電池管理電路將電池放電損壞,需要設計相應的自動掉電電路。該電路在電池電壓低于設定的截止電壓時可自動斷開相應的單體電池管理電路。
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