均衡基本原理与典型方法分析.pptx

2015-12-15 均衡的原理与方法 电池管理系统技术交流 目 录 电池为什么需要均衡 常见的均衡原理 均衡方法的选择 电池为什么需要均衡？ 电池没有绝对的一致性，在成组成串后，电池之间的容量失配超出一定的阈值便会影响整个电池组的实际可用容量。为此，我们需要对失配的电池进行均衡。 电池组产生不均衡的主要因素： 1）电芯制造、分容误差（设备能力、品质管控） 2）电芯组装匹配误差（阻抗、SOC状态） 3）电芯自放电率不均（电芯工艺、阻抗变化、成组工艺（过程控制、绝缘）、环境（热场）） 4）单体电压采集电路耗电不均 5）过均衡、误均衡或者均衡策略有误（例如国内在ZHUHAI的一个车厂用了主动均衡，开均衡后车的里程会少跑）。 以上五点可展开描述。 常见的均衡原理 1）电阻放电式均衡 该方法通过在每串电池并联电阻和控制MOS开关来实现，常见的并联欧姆级的功率电阻（1206或者2512封装）。 优点：电路简单可靠，集成控制度高，成本低 缺点：耗能式、均衡软件策略难度高 采用这种均衡方式的典型厂家： 特斯拉、A123、三星、LG、E公司等 常见的均衡原理 2）DC/DC充电式均衡 该方法通过一个DC/DC转换器+选通开关阵列(MOS或者继电器)对单体电池进行充电。 优点：无损均衡 缺点：可靠性相对较低、成本高、耗费空间 采用这种均衡方式的典型厂家： EP、PW 常见的均衡原理 3）DC/DC双向充放电式均衡。 该方法通过一个DC/DC转换器+选通开关阵列(MOS或者继电器)对单体电池进行充电或者放电。 优点：无损均衡 缺点：可靠性相对较低、成本高、耗费空间、需要增加组间均衡，防滥用能力差 采用这种均衡方式的典型厂家： PW、HBSC 实际应用的均衡原理 1）采用放电均衡的BMS厂家信息情况： BMS信息 放电均衡电流 备注 国内L公司EK-YT系列BMS 250mA 通用型 国内E公司 大于100mA 通用型 EVTD 电动车辆开发株式会社 大于100mA 通用型 A123/LG 大于100mA 电池容量约100Ah 特斯拉 大于100mA 电池容量 185Ah（75~85kWh） 实际应用的均衡原理 2）采用充电均衡的BMS厂家信息情况：主要是国内在用，非主流方案 BMS信息 充电均衡电流 备注 国内K公司 1A/3A 持续均衡，采用继电器阵列，继电器有寿命限制，不可靠 国内PW/HBSC 5A 脉冲方式，有效值小于2.5A 体积比较大，无防反接措施，需要组间均衡或者跨组接线 国内L公司 3A 国内E公司 大于0.3A 持续均衡，均衡电流适中 实际应用的均衡原理 典型均衡其他参数对比（估算） 均衡方式 有效均衡电流 成本 在BMS中成本占比 空间 电阻放电均衡 0.1A 1单位 ≤1% 1单位 充电均衡（MOS方式） 0.3~3A 15单位 ≤15% 2单位 充电均衡 （继电器方式） 0.3~3A 8单位 ≤8% 4单位 充放电均衡 (MOS方式） 2.5A 10单位 ≤10% 5单位 均衡方法的选择 均衡电流大小的选择： 经过报告的综合分析，如果采用放电均衡的方案，并且充放电期间都进行均衡，那么100mA的均衡电流是比较合适的；如果采用充电均衡的方案，仅在充电期间进行均衡，那么500mA的均衡电流是比较合适的。 均衡方法选择： 1）首先结合考虑实际工况需求，选择合适的均衡能力。 2）然后从可靠性出发，选择性价比比较高的解决方案。 3）最后选择有比较好均衡算法可靠的软件。 相关技术需要注意的地方：准确估算电池的状态（SOC、阻抗跟踪），其次是需要可靠且合理的均衡控制策略。这样可以做到高可靠性的前提下，不太受限于电流的大小，而做出比较好的均衡效果。否则，所谓的均衡只会适得其反。 建议：采用主流的被动均衡，主动均衡不太适合在汽车领域应用。 究竟需要采用什么样的均衡才是合理的呢？ 立志于新能源领域专业技术服务 谢谢！