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怎么做電池組的均衡?

電池組的均衡示圖

圖為目前電池組所用的電池單元均衡電路。Cell1和Cell3表示電池,(R1,T1到(R3,T3為均衡電路。此處假設(shè)晶體管T1、T2、T3以及電阻R1、R2和R3為電池監(jiān)測器的外部元件,實(shí)際上可以將它們集成在電池監(jiān)測器中,但考慮到面積和功耗問題,T1、T2和T3的體積必須縮小。將這些晶體管集成到芯片中可將均衡電流降低到10mA以下,延長失配電池的均衡時(shí)間。此外,為避免電池監(jiān)控器內(nèi)部發(fā)熱引起A/D轉(zhuǎn)換器和模擬調(diào)整電路性能退化而產(chǎn)生錯(cuò)誤測量結(jié)果,每次應(yīng)當(dāng)只對一個(gè)電池進(jìn)行均衡。

例如,假設(shè)在電池組放電過程中對Cell1進(jìn)行均衡,此時(shí)充電器斷開,晶體管T2和T3保持關(guān)斷,T1導(dǎo)通。從等效電路中可得出晶體管T1構(gòu)成的Cell1 放電路徑并沒有從Cell2和Cell3吸收電流的結(jié)論。因此,晶體管T1只對Cell1進(jìn)行放電。同樣,T2和T3也只分別對Cell2和Cell3放電。

另一方面,Cell1的放電路徑與負(fù)載電阻有關(guān)。如果負(fù)載電阻比R1+T1高,那么大部分放電電流會(huì)經(jīng)過功率晶體管T1。然而,如果負(fù)載電阻較低,部分放電電流便會(huì)經(jīng)過負(fù)載,從而降低了均衡效率。

電池均衡等效放電電阻的計(jì)算公式為:R darw = R1+An + RLOnD。

電池組均衡公式

為減少放電時(shí)間,功率晶體管的導(dǎo)通電阻必須非常小,同時(shí)R1電阻也必須盡可能小。通常負(fù)載電阻與系統(tǒng)有關(guān),難以控制。建議選用阻值高過R1+T1的負(fù)載電阻,這樣大部分放電電流會(huì)經(jīng)過功率晶體管而不是負(fù)載。由于負(fù)載電流微乎其微,或者根本沒有,因此首次調(diào)整時(shí)的效率會(huì)比較高。

典型的初始化調(diào)整時(shí)間可長達(dá)18小時(shí)。如圖5所示,如果在充電過程中進(jìn)行電池均衡,則充電器提供的電流為lcharge,而 lcharge

=’charge+lload。電池的實(shí)際充電電流為I’charge,并在負(fù)載電阻斷開時(shí)得到最大值。然而,如果在充電階段接入了負(fù)載電阻,部分充電電流便會(huì)流經(jīng)負(fù)載。在Cell1的均衡過程中,’charge=l1+12,12相對于11的大小與功率晶體管T1和電阻R1的阻值之和有關(guān)。

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