鋰電池均衡，基本上已經(jīng)觸及了BMS的核心區(qū)域，首先需要明白幾點(diǎn)問題。
1.鋰電池均衡是有限度的，效果需要用一定
鋰電池均衡，基本上已經(jīng)觸及了BMS的核心區(qū)域，首先需要明白幾點(diǎn)問題。
1.鋰電池均衡是有限度的，效果需要用一定的參數(shù)進(jìn)行評價(jià)。
2.鋰電池均衡在HEV和EV里面，要求有很大的區(qū)別。
3.鋰電池均衡的效果必須與成本和額外的能量消耗進(jìn)行博弈和妥協(xié)。
而且其實(shí)有必要搞清楚為什么要進(jìn)行均衡，從幾篇論文中，可以得到一些明確的闡述：
SAE_Battery Charge Equalization?State of the Art and Future Trends
SAE_A Review of CellEqualization Methods for Lithium Ion and Lithium Polymer Battery Systems
這兩篇文章都是對這個(gè)方面較為全面的論述，中文的文章有一文《動(dòng)力鋰電池組特性分析與均衡管理》寫得比較全面，但是可能太抽象了。
均衡的原因：
EV和HEV都需要在充電和放電階段承受很大的瞬間電流，充電的時(shí)候表現(xiàn)在制動(dòng)能量回收(regenerative braking current)。對于鋰鋰電池而言，這么大的充電電流可能是部分較滿的鋰電池直接超過損壞的電壓區(qū)間。
放電階段則是電機(jī)在啟動(dòng)和汽車加速的時(shí)候，需要很高的瞬間能量。大的放電電流，可能讓某些鋰電池處于深度放電的狀態(tài)，一是影響輸出電流，二是鋰電池本身就會損壞。
2010 Honda Insight-II的示意圖片
對于上述的電流計(jì)算，其實(shí)和整車有很大的關(guān)系，相信在后面找到充分的資料和計(jì)算公式以后，可以把能量管理單元(Energy Storage System)動(dòng)力單元(Power Train Sytem)和最終的車體環(huán)境的參數(shù)建立一些計(jì)算和評估的公式，在對比當(dāng)前賣得一些“電動(dòng)車”時(shí)候可以做出一些初步的Review.
鋰電池單體的差異主要表現(xiàn)在內(nèi)阻和隨著時(shí)間推移和溫度變化時(shí)候，容量會有差異。高內(nèi)阻和低容量的鋰電池，在放電電流大的時(shí)候會出現(xiàn)更大的電壓擺幅。與標(biāo)準(zhǔn)鋰電池差異大的鋰電池更容易損壞，因此某種程度上，需要使用均衡的算法，使得整個(gè)鋰電池組擺脫短板效應(yīng)。
均衡的方法分類：充電均衡，放電均衡和動(dòng)態(tài)均衡。
1.充電均衡在充電過程中后期,部分鋰電池的容量很高，其單體電壓已經(jīng)超過設(shè)定的限制的時(shí)候(一般要比截止電壓小)時(shí),BMS控制均衡電路開始工作,控制這些容量滿的鋰電池少充，不充甚至是轉(zhuǎn)移能量，以達(dá)到在整個(gè)鋰電池組的容量小的鋰電池繼續(xù)充電并且容量滿鋰電池不損壞的目的。
充電均衡的功能是防止鋰電池組內(nèi)的鋰電池過充電，部分結(jié)構(gòu)在放電使用中，可能會帶來的某些負(fù)面影響。由于充電均衡僅僅保證了鋰電池在充電中，容量最小的鋰電池不過充，在放電過程中，它能釋放的能量也是最小的，因此這些鋰電池過度放電的可能性很大。如果BMS控制不好的情況下，這些容量小的鋰電池已經(jīng)處于深度放電條件下，鋰電池組的整體仍蘊(yùn)含較高的能量(表現(xiàn)在鋰電池組電壓較高)。往往充電均衡需要與放電均衡一起使用。
2.放電均衡在鋰電池組輸出功率時(shí),通過補(bǔ)充電能限制容量低的鋰電池放電，使得它單體電壓不低于預(yù)設(shè)值(一般要比放電終止電壓高一點(diǎn))。
補(bǔ)充一下：預(yù)設(shè)值是很難設(shè)計(jì)的，與不同的鋰電池種類有很大的關(guān)系。兩個(gè)重要參數(shù)充電截止電壓和放電終止電壓，均和鋰電池溫度，充放電流很關(guān)。
3. 動(dòng)態(tài)均衡：工作與鋰電池充電狀態(tài),放電狀態(tài)態(tài),還是浮置狀態(tài)(idle),可通過能量轉(zhuǎn)換的方法實(shí)現(xiàn)組中單體電壓的平衡,實(shí)時(shí)保持相近的荷電程度。 事實(shí)上，關(guān)于idle狀態(tài)的轉(zhuǎn)化可能引起額外的能量消耗，因此需要謹(jǐn)慎評估，不能把鋰電池自己的能量轉(zhuǎn)來轉(zhuǎn)去，最后都變成熱量消耗掉了，這是工程師最忌諱的均衡完美主義。打個(gè)比喻是，削甘蔗，為了保持每段的均勻，不斷把長的削斷，最后把所有的甘蔗都削沒了。
