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蓄电池容量均衡的方法有什么?

钜大LARGE  |  点击量:4351次  |  2021年03月07日  

蓄电池容量均衡的方法重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


电阻消耗均衡法是通过与电池单体连接的电阻,将高于其他单体的能量释放,以达到各单体的均衡,如图1所示。每个蓄电池单体通过一个三极管与一个电阻连接,通过控制三极管的导通与关断实现蓄电池单体对电阻的放电。该种结构控制简单,放电速度快,可多个单体同时放电。但缺点也很明显,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,效率低。


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,如图2所示。通过控制开关器件驱动信号pWM的占空比实现相邻两个电池之间能量的传递。例如若蓄电池单体容量B1高于B2,G1开通G2关断时,电容C1和电池单体B1并联,B1将能量传递给C1;G1关断G2开通时,电容C1和电池单体B2并联,C1将能量传递给B2,完成这个周期内的能量传递。以此类推,通过控制开关器件的开通与关断,利用电容实现能量的逐个传递。


该电路可以等效成如图3所示电路,在每两个电池单体之间连接一个等效电阻,可以推出如等式渊1冤给出的等效阻值。这种方法由于能量逐个传递,因此均衡时间较长,可以根据等式渊1冤,通过改变开关器件的开关频率和电容容值的方法调节等效电阻,改变充放电电流。


式中:f为开关频率;t=RC;D为占空比。


开关电容法控制简单,可实现充电和放电均衡,但由于是逐级传递能量,因此均衡速度较慢。


3.双向DC-DC变流器法


该方法每个蓄电池单体都连接一个双向DCDC变流器后再串联,如图4所示。由于蓄电池单体电压等级比较低,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,可以实现对每个蓄电池单体的恒压充电,假如将该控制策略的电压外环打开,可以根据均衡的要进行恒流充放电控制。在放电时,假如连接负载较重,有些双向DC-DC变流器的电感可能工作在断续状态。


这种均衡方法可以同时对所有电池单体进行充放电,并针对不同电池单体的容量情况控制充放电电流。此方法控制灵活,充放电均衡时间短。但由于每个蓄电池单体都要一个双向DC-DC变流器,因此成本较高。


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