电池均衡技术旨在解决电池单体间因制造差异及使用环境不同导致的性能不一致问题。通过主动或被动均衡方式,在充放电过程中调整各单体电量,确保电池包整体性能最优,延长电池使用寿命。快充技术虽快,但往往忽略均衡过程,影响电池长期健康。
电池为什么要均衡
在电池单体(cell)制造过程中,制造工业不能保证每个电池100%完全一样,就和树上的树叶一样,同一棵上没有完全相同的两片树叶。
就算我们假设两个电池单体完全一样,两个电池单体在电池包(pack)中所处的环境也不是完全一样,有可能cell1和cel60周围的温度差经常比较大,这两个电池在以后的多次循环充放电过程中也会慢慢的不一样。
因为出厂的时候电池单体就不一样,在以后充放电过程中这个差异会一直存在。
而且由于所处的环境不一样,这个差异会越来越大。
·表现出来的形式就是:
充放电速率不一样
这个时候就需要我们均衡了。
·以18650的电池为例:
刚出厂的时候,cell#1&cell#9两个电池的容量基本上是一样的,由于出厂时cell本身的细微差异,加上后天所处环境的不同,两个单体的差异会越来越大。
长时间充放电以后,两个cell的容量都会减少,一个可能减少得多一些,一个可能减少的少一些。
电池的木桶原理(放电过程)
·假设电池使用一段时间后,各个cell的SOC:
MAX_SOC=90%,MIN_SOC=40%,这个时候电池包PACK的SOC是由最小的SOC来决定的,也就是PACK_SOC=40%,如果不是这个最小值,那其他算法就是耍流氓。
·然后我们接着让电池放电,过一段时间后,各个cell的SOC如下:
这个时候我们就不能再继续放电了,再放电对SOC最小的那个cell损伤很大,但是在这个时候,pack中cell最大的SOC有70%。
这个时候pack不能再继续放电了,但是实际上pack还有相当多的剩余电量,主动均衡就可以将电量最多的cell的电量转移到电量最少的cell。
cell的木桶原理(充电过程)
·充电过程如下图所示:
cell#1已经充满了,但是cell#5可能充到一半都没有。
这个时候我们还是不能继续充电,如果继续充电,对cell#1的损伤很大,这个时候就需要被动均衡了,充电过程中的被动均衡。
充电过程中的被动均衡是和花时间的,我们首先将SOC=100%的cell自放电到SOC等于第二大的cell一样。
然后再将电量充到100%。
然后依次循环,直到原来最小的cell的SOC为100%,如果cell单体非常多,这个时间很漫长。
再来说说市场上那些快充原理,多半是没有进行这个均衡过程的。
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