利用有源电池平衡技术增加大型锂离子电池组能量供给

一些消费类应用要求单锂离子电池

(如手机)，或者需要三节串联和两节并联电池(如笔记本电脑)。这就引发

了对更高功率、更高容量以及更加稳健电池组的需求。

串联安装电池可以提高电压，而并联安装的电池则可

以增加容量

。这些电池组数量不一，从笔记本电脑使用的六节电池到电动汽车中使用的数百节电池，这给

电池设计人员带来许多新的设计困难。

 

这些大容量电池需要先进的管理来确保获得高品质的设计。我们

必须考虑合适的温度、电压和电流测量

。随

着锂离子电池组越来越大型，要求更多地关注

散热管理、电池组可靠性、电池使用寿命和电池平衡

。实际上，

随着电池组中所需电池数量的增加，

电池单元之间的温度、容量和串联阻抗差异

成为一个重要问题。本文将

主要讨论这些差异带来的影响，以及如何在电池设计中控制这些差异。

 

问题：电池状态不匹配

 

电池的作用是为其主机存储和提供能量

。我们想

尽可能多地向

(从)电池组存储和获取能量

。

妨碍多节电池组

完成这一工作的主要方面是电池阻抗

。让我们来看一看其是如何影响向电池主机供电的。

 

在锂离子电池组中，存在一些允许每节串联电池达到的预定义电压最小值和最大值

。这是一种由电池组中

IC 控制的安全特性，请参见图 1A。

只要每一节电池均保持在过压和欠压断开范围之间，则该电池组便能

够放电和充电

。如果一节电池达到上述任何一个阈值，则整个电池组便会关闭

(欠压)，从而让主机本应可

用的电池组处于无法充电状态

(请参见图 1B)。另外，它不允许充电器向电池组充入应有的大量能量 (请参

见图

1C)(过压)。 

图

1：电池不平衡对于电池容量使用的影响。 

电池不平衡的原因有很多：

 

* 非均匀热应力 

* 阻抗变量 

* 低电池容量匹配