锂离子动力电池无损充电机 lossless lithium-ion power battery charger.pdfVIP

第3期 电 源 学 报 No．3 2011年5月 JournalofPower Mav．201l Supply 锂离子动力电池无损充电机 郁百超1，李嘉明2 (1．湖北省电力信息通讯公司，武汉430077；2．美国三磁电子公司Visalia，CA．USA93291) 摘要：锂离子动力电池无损充电机采用整体串联恒流、单体并联恒压的充电方法．对锂离子动力电池实现无损 充电，无损的含意有两层，一是充电效率接近100％，充电功率基本无损耗；二是充、放电完全依据电池的特性曲线， 电池本身在充、放电过程中完全无损害。该无损充电机免除电池管理系统，仅由简单的电路实现电池系统、充电系 统、放电系统和维护管理系统的所有功能，无过充、过热、过放、过流、短路现象，充电终了时所有单体电池的端电压 完全相等，无须进行均衡充电，同时无易受干扰的复杂控制芯片和软件，安全可靠，简单实用，其成本、体积、重量、功 耗都是传统充电机的十分之一． 关键词：锂离子动力电池；电池管理系统：均衡充电：无损充电 中图分类号：TM5 文献标志码：A 文章编号：CNl2—1420(2011)03—0071-07 引言 我国电动汽车技术发展到今天，在车用动力电 池、电机、电传动等领域，已经取得了一批不错的成 锂离子电池由于单体电压高、体积小、重量轻、 果。车用动力电池技术虽然还不是很成熟，但发展 无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长等，是 的速度与发达国家相比并不算慢。对电池单体进行 一种理想电源。在实际使用中，为了获得更高的放 测量时，显示出的各项指标基本达到设计要求。但 电电压，一般将至少两只单体电池串联组成电池组 是。真正集成为一个动力总成．或者集成到整车上 使用。目前，锂离子电池组已广泛应用于笔记本电 的时候，却发现与单体测量时的情况有很大出入。 脑、电动自行车和备用电源等多种领域，同时是方 车用动力电池总成并非将一个个单体电池串联或 兴未艾的电动汽车的最佳动力源f”。 并联在一起就行了那么简单。将数十个甚至上百个 锂离子蓄电池对充放电的要求．与铅酸等可逆 电池集成在一起，并将它们集成到车上，在世界范 围内都是一项高新技术．绝不是看起来那么容易的 电化学反应类蓄电池完全不同。由于锂离子蓄电池 成组应用技术、系统集成关键技术和关键零部件及 事情，有能力解决这一难题的单位或个人也不是太 产品研究，严重滞后于锂离子蓄电池的发展，电池 多。锂离子蓄电池系统主要包括电池系统、充电系 成组后发生过充电、过放电、超温和过流问题，致使 统、放电系统和维护管理系统，是一个函括多个技 成组锂离子蓄电池使用寿命大幅缩短。安全性大幅 术领域和行业的高技术集成系统。 下降。甚至发生燃烧、爆炸等恶性事故，已经成为制 约锂离子蓄电池产业发展的主要问题．也是当前节 1传统充电方法【1】 能与新能源汽车产业发展的技术瓶颈。 1．1串联充电法 收稿日期：201l一02一05 目前锂离子电池组的充电一般都采用串联充 作者简介：郁百超(1943一)，男，工学硕士，中国电源学会交流电源专