核心提示:
北極星智能電網在線訊:一些消費類應用要求單鋰離子電池(如手機),或者需要三節串聯和兩節并聯電池(如筆記本電腦)。這就引發了對更高功率、更高容量以及更加穩健電池組的需求。串聯安裝電池可以提高電壓,而并聯安裝的電池則可以增加容量。這些電池組數量不一,從筆記本電腦使用的六節電池到電動汽車中使用的數百節電池,這給電池設計人員帶來許多新的設計困難。
這些大容量電池需要先進的管理來確保獲得高品質的設計。我們必須考慮合適的溫度、電壓和電流測量。隨著鋰離子電池組越來越大型,要求更多地關注散熱管理、電池組可靠性、電池使用壽命和電池平衡。實際上,隨著電池組中所需電池數量的增加,電池單元之間的溫度、容量和串聯阻抗差異成為一個重要問題。本文將主要討論這些差異帶來的影響,以及如何在電池設計中控制這些差異。
問題:電池狀態不匹配
電池的作用是為其主機存儲和提供能量。我們想盡可能多地向(從)電池組存儲和獲取能量。妨礙多節電池組完成這一工作的主要方面是電池阻抗。讓我們來看一看其是如何影響向電池主機供電的。
在鋰離子電池組中,存在一些允許每節串聯電池達到的預定義電壓最小值和最大值。這是一種由電池組中IC控制的安全特性,請參見圖1A。只要每一節電池均保持在過壓和欠壓斷開范圍之間,則該電池組便能夠放電和充電。如果一節電池達到上述任何一個閾值,則整個電池組便會關閉(欠壓),從而讓主機本應可用的電池組處于無法充電狀態(請參見圖1B)。另外,它不允許充電器向電池組充入應有的大量能量(請參見圖1C)(過壓)。