2020年20期
方法创新
科技创新与应用
Technology Innovation and Application
以电池剩余电量为基准均衡充放电策略
孙筱琳
（黑龙江特通电气股份有限公司，黑龙江哈尔滨150028）
前言
动力电池是新能源产业的核心之一，高性能的动力电池采用锂离子电池所组成，单一大容量锂电池的成本较高，因此在电动汽车上所使用的锂电池采用的是单一小容量的锂电池串并联而成，通过对所组成的电池组进行控制优化实现对于锂电池的高效利用。但是由于单一锂电池的性能差异其在充放电的过程中存在着电池容量和电荷状态不均衡的问题，而这一不均衡的问题将随着充放电次数的增多而加剧。为解
决这一问题本文提出了基于锂电池剩余电量估计的均衡控制策略，用以增强电池的充放电性能，提高电池的使用寿命。
1以电池剩余电量为基准均衡充放电策略特点
本文所介绍的以电池剩余电量为基准均衡充放电策
略其核心在于控制电池在充放电状态下的剩余电量，通过在电池中应用此均衡策略目的在于确保锂电池在充放电的状态下保持充满和放空的一致性，避免在充放电的过程中出现过充或是少充的问题，
以电池剩余电量为基准均衡充放电策略的特点在于提高了充电的均衡性，同时此策有效减少了电池在充放电状态下电荷的转移量，从而使得充放电损耗得到了极大降低，提高了锂电池的使用寿命。
2以电池剩余电量为基准均衡充放电策略的原理2.1以电池剩余电量为基准均衡充放电均衡电路
本以电池剩余电量为基准均衡充放电策略利用了一
种电感储能均衡电路，该电路的结构如下图1所示，从图1
中可以看出该均衡电路所使用的模块主要包含了两个MOSFET 和一个电感。此电路中所含有的MOSFET 在关断
时受到此电路中所含有的寄生二极管的影响无法双向阻隔电流，而是只能阻隔单方向上的电流。借助于MOSFET 控制电感的方式可以实现对于单体电池之间的电量迁转.在图1中，利用PWM 信号对其中的开关S1和S3并关闭其他的开关将能够使得单体电池B1的电量向电池B2输送，其中在每个PWM 信号的周期内电量的输送将被分为4个区间。在第一个区段内，S1处于接通状态从而控制单体电池BI 向电路中的电感L1充电，并以施加在电池端的电压、电感值等参数完成了一个周期内电池内电荷转移量的计算公式，电荷转移量和电压成正比、和电感成反比，为确保电感能够发挥出最大的性能需要设定合适的占空比。在第二个区段内，S1开关断开则电池B1将不再向电感L1内充电，在第二区段内其时间长度将比开关开、断所需要的时间大，区段二是必不可少的。如果缺少第二区段将会出现S1开关和S3开关同时闭合的问题。当S1开关和S3开关同时闭合时电池B1和B2就将发生短路，
从而影响电池的充电效果。此外需要注意的是，在第二区段内为保证充放电正常需要为电感L1设置相应的放电回路用以避免其电压持续升高而烧毁。在区段3内，S3开关将导通，电路中充电完成的L1将向电池B2内充电，开关S3闭合的目的在于旁通二极管，提高电能的使用效率减少损耗。在第四区段内开关S4将断开，L1电流将沿着二极管流向电池
摘
要：电池是移动能源，其对于电池的能量密度、体积、充放电特性等都有着极高的要求。锂离子电池是一种良好的能量电池，现
今被广泛应用于手机、笔记本电脑等移动设备中，但是由于其价格昂贵，因此在将其用作动力电池时多采用的是众多锂离子电池串并联形成电池组的方式。文章在分析锂离子电池组充电特性的基础上提出了一种基于锂离子电池剩余容量估计的锂离子电池组充放电均衡策略，在提高充放电效率的同时增强锂离子电池组的使用寿命。
关键词：锂离子电池组；充放电特性；均衡控制中图分类号:TM912
文献标志码:A
文章编号:2095-2945(2020)20-0124-02
Abstract :Battery is a kind of mobile energy,which has high requirements for energy density,volume,charge and discharge
characteristics and so on.Lithium-ion battery is a kind of good energy battery,which is widely ud in mobile devices such as mo ⁃
bile phones,notebook computers and so on.However,becau of its high price,many lithium-ion batteries are often ud as power batteries in ries and parallel to form battery packs.In this paper,bad on the analysis of the charging characteristics of lithium-ion battery pack,a charge-disch
arge equalization strategy bad on the estimation of residual capacity of lithium-ion battery is pro ⁃
pod,which can not only improve the charge-discharge efficiency,but also can enhance the rvice life of lithium-ion battery pack.
Keywords :lithium-ion battery pack;charge and discharge characteristics;equalization control
作者简介：孙筱琳（1982-），女，硕士研究生，工程师，
研究方向：电气工程。124--
