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锂电池BMS保护系统 被动均衡和主动均衡的对比

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在锂离子电池管理系统(BMS)中,均衡技术是确保电池组有效运行的重要环节。根据工作原理的不同,均衡技术主要分为两种:主动均衡和被动均衡。
被动均衡
定义:能量从充电相对满的单体电池中移走,以热能形式散失。
劣势:
能量浪费:高均衡电流水平下,能量转换为热量,导致能量浪费和成本增加。
性能影响:重复的热量产生会影响电池组运行的稳定性。
主动均衡
定义:能量在单体电池之间转移,减少能量损失。
优势:
高效利用:不造成能量浪费,可以有效延长电池组寿命。
劣势:
成本高:比被动均衡需要更多的部件,成本显著提高。
可靠性与空间:占用更多空间,可靠性略低。
可能的能量损失:在热备用期间,能量损失可能超过等效均衡的消耗。
假设前提
充电时单体电池电压:4V
自放电电流:最差的单体电池为12mA,最好的为8mA(相差4mA)。
均衡需求:如果只有10%的时间可用于均衡,则BMS需提供平均40mA的电流。
应用场景
在以下场景中,主动均衡可能更为适用:
大规模电池组:SOC单体电池搭建的大规模电池组,或者在未考虑SOC水平更换单体电池的情况下。
快速充电需求:需要在短时间内完成充电的电池组。
高效能要求的电池组:处于高温工作环境的大规模电池,需避免能量以热能形式浪费。
结论
在维持锂离子电池组均衡时,所需功率通常较小,大多数情况下选择主动均衡还是被动均衡的决策实际是学术问题。
当应用功率大于10W/单体电池时,主动和被动均衡的热损耗相当。
主动均衡的主要优势不在于效率,而是在短时均衡的应用场景中能够快速转移电荷。
基于SOC历史情况的算法可以提高均衡硬件的效能,提升整体运行效果。
以上内容参考«Battery Management Systems for Large Lithium-Ion Battery Packs»书中3.2.3.3章节。
无论是选择主动均衡还是被动均衡,都是基于具体应用场景与技术条件的综合考虑。希望这篇文章能帮助您更好地理解锂离子电池的均衡技术,并在实际应用中做出明智的选择。


IP属地:广东1楼2025-01-21 16:55回复