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锂离子电池组的主动充电平衡法

上网日期: 2008年07月28日 ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:锂离子电池? 主动充电平衡法? 变压器?

充电平衡法

1.传统的被动方法:在一般的电池管理系统中,每个电池单元都通过一个开关连接到一个负载电阻。这种被动电路可以对个别被选中的单元放电。但该方法只适用于在充电模式下抑制最强电池单元的电压攀升。为限制功耗,此类电路一般只允许以100mA左右的小电流放电,从而导致充电平衡耗时可高达几小时。

2.主动平衡法:相关资料中有很多种主动平衡法,均需要一个用于转移能量的存储元件。如果用电容来做存储元件,将其与所有电池单元相连就需要庞大的开关阵列。更有效的方法是将能量存储在一个磁场中。该电路中的关键元件是一个变压器。电路原型是由英飞凌的开发小组与VOGT电子元件GmbH公司共同开发的。其作用是:

a. 在电池单元之间转移能量

b. 将多个单独的电池单元电压复接至一个基于地电压的模数转换器(ADC)输入端

该电路是按照回扫变压器原理构造的。这类变压器能够将能量存储在磁场中。其铁氧体磁心中的气隙增大了磁阻,因此可以避免磁心材料出现磁饱和。

该变压器两侧的电路是不同的:

a. 初级线圈与整个电池组相连

b. 次级线圈与每个电池单元相连

该变压器的一种实用模型支持多达12个电池单元。变压器的可能连接数量限制了电池单元的个数。上述原型变压器有28个引脚。

其中的开关采用OptiMOS3系列的MOSFET,它们的导通电阻极低,因此其传导损耗可以忽略不计(见图3)。

图3:电池管理模块的原理图。
图3:电池管理模块的原理图。

图中的每个模块都受英飞凌公司的8位先进微控制器XC886CLM控制。这种微控制器自带闪存程序和一个32KB的数据存储器。此外,它还有两个基于硬件的CAN接口,支持通过公共汽车控制器局域网(CAN)总线协议与下面的处理器负载通信。它还包含一个基于硬件的乘除法单元,可用于加快计算过程。

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