用于串联连接电池的有源平衡方案

   

  

关键字：串联连接 有源平衡

现在，在电动汽车到电网负载均衡系统的各种应用中，大型、高压、可再充电电

池系统是常见的电源。这些大型电池组由众多单节电池串联

/并联阵列组成，能

存储大量能量

(数十千瓦小时)。锂聚合物或磷酸铁锂(LiFePO4)电池是常见的技

术选择，因为这类电池能量密度高，能提供很高的峰值功率。在单节电池应用中

仔细控制电池充电并监视电池是确保安全工作、防止电池过早老化或损坏的关键

不过，与单节电池系统不同的是，对串联连接的电池组提出了一项额外的要求，

“

”

这就是 电池平衡 。

所有的串联连接电池必须保持电荷平衡

当一个电池组中的每节电池具备相同的电荷状态

(SoC)

“

时，这些电池就是 平

”

衡 的。

SoC 指的是随着个别电池充电和放电，目前相对于其最大容量的剩余容

量。例如：一个剩余容量为

5A-hr 的 10A-hr 电池具有 50%的 SoC。所有的电池

都必须保持在某个

SoC 范围之内以避免受损或寿命缩短。可容许的 SoC 最小值

 

和最大值因应用而异。在最重视电池运行时间的应用中， 所有电池都可以在

2 0 

% 的 SoC 最小值和 100%的最大值(满充电状态)之间工作。而就要求电池寿命

最长的应用而言，可能将

SoC 范围限制在 30%最小值和 70%最大值之间。在

电动汽车和电网存储系统中，这些数值是典型的

SoC 限制，电动汽车和电网存

储系统使用非常大和非常昂贵的电池，更换费用极高。电池管理系统

(BMS)的主

要作用是仔细监视电池组中的所有电池，确保每一节电池的充电或放电都不超

出该应用充电状态限制的最小值和最大值。