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電池組怎么做SOC調整?

電池組怎么做SOC調整?

發布人:Jay 發布時間:2019-06-04 瀏覽次數:211

電池組的SOC調整(conditioning)是指在電池包首次使用前對其進行一次性調整,該過程至少需要一個完整的電池包放電,然后再進行一次完整的充電。在此之后,只需通過在充電時執行一次并不嚴格的均衡程序就可消除因軟短路引起的微小變化。

電池組怎么做SOC調整

在初始調節過程中電池包的均衡電流最大。通常,18650鋰離子電池的內部電阻約為100Ω。判斷是否需要調整的簡單方法是: 如果Cell1在完全充電后比Cell2和Cell3的容量高出15%,而Cell2和Cell3是匹配的,那么就需要進行調整。 在調整過程中將負載去掉,并且斷開路徑R1+T1對Cell1進行放電。此時電池為4.2V,流經42Ω均衡電阻的電流為100mA。晶體管的導通電阻通常不到1Ω,可忽略不計。電阻上的功耗為0.42W:

電池組怎么做SOC調整

420V/0.100A=(R1+RT1)=42Q Pdissipation=lV=0.100Ax420V=0.42W如果在調整過程中使用2,000mAh的電池包,并進行3個小時的放電,則從Ce1上消耗掉300mAh,可修正15%的不均衡。如果使用大容量電池包,則所需的均衡電流和充/放電周期都隨之增加。假設電池包為600mAh,均衡電流仍為100mA,電池包經過3個小時放電,可修正5%的不均衡。 

下一步是為電池包充電,仍然將T1導通。此時Cell1的充電電流比其它電池少100mA。如果充電時間也是3小時,其它電池的充電量比Cell1多300mAh,實現10%的充/放電修正。

 如果調整時間足夠長,我們可以使用多個充/放電周期,這樣可修正更多的SOC偏差,也可采用更低的均衡電流進行調節(降低功耗)??梢栽诔潆姷闹虚g狀態下對電池進行均衡處理,而不是完全放電,但這將減少總均衡時間。 

電池組均衡注意事項 

在放電和充電期間對電池進行均衡時應分別注意以下問題:

a.在放電過程中均衡電池

1.在放電過程中進行電池均衡將消耗掉沒有利用到的功率。而在調節過程中對電池均衡時,這些功耗不會影響系統的工作時間,但如果在放電的同時系統處于工作狀態,此時進行電池均衡將產生很多問題。

2.在放電期間進行電池均衡所花時間較長。由于放電速度與負載電阻阻值有關,在系統工作時進行均衡效率低。

3.如果在放電期間進行均衡同時希望均衡時間較短,則需要外接一個導通電阻較小的功率晶體管,此類晶體管十分普遍,如MOSFET或FET。

4.如果希望在放電期間快速均衡,就必須將低阻值電阻與功率晶體管串聯以降低功率晶體管的功耗。如果沒有這個限流電阻,晶體管會很快地消耗掉電池電能。在FET導通電阻為100Ω(此阻值較常見)、電池電壓為4V時,晶體管將產生160W功耗,晶體管便會像保險絲一樣迅速毀壞。

5.使用阻值低的電阻時需要一個大功率器件,將增加PCB的占用面積和成本。在上面的例子中,電阻的功耗為0.42W,為了盡量減少發熱并降低電阻所承受的應力,應該使用功率為2W的電阻。

在理想情況下,電池均衡電流較小,可以采用低功率值電阻。此功耗也可通過在電池包內散熱最多的地方配置多個電阻來解決。 

b.在充電期間均衡電池

1.在充電期間測量電池電壓并不準確,而且會引起過早的電池均衡。因此,必須周期性地停止充電以便測量電池電壓。

2.充電器的電壓轉換和感應諧振會造成輸出電壓毛刺。這種情況會引起測量誤差和電池均衡電流變化,從而影響電池均衡。

3.在充電期間進行均衡還需要一個導通電阻低的外部功率晶體管以實現電池均衡,這將產生在放電期間均衡相同的局限性。不過,在充電期間進行均衡通常是為了糾正軟短路,因此所需均衡電流較小。

4.由于未均衡電池的阻值較低,因此無法將所有的充電電流進行分流,部分電流會經過未均衡電池,但比電池包中其它均衡電池的電流要低。因此,要求開始對電池均衡時的電壓較低,以便有足夠的時間在標準鋰離子電池的安全范圍內進行均衡。

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