锂离子电池组能量均衡控制

电池均衡技术一、为什么要电池均衡1.1概况锂离子电池组内单体电池不一致性是指电池组内各串并联单体之间的性能差异现象。

电池组中单体电池在制造和使用过程中必然存在电压、容量、内阻等不一致，并且是一个不断累积的过程，时间越长单体电池之间产生的差异越大；并且锂离子电池组还会受到使用环境的影响，在使用过程中单体电池的不一致性会被逐渐放大，从而导致某些单体电池性能加速衰减。

1.2原因分析（1）电池内部构造和材质上的不一致性。

在电池的制造过程中，电池容易被制造技术所影响，导致电池的组成材料分布不均匀，例如活性物质的性能、厚度和微孔率等在一定程度上会有差异。

即使同一工厂生产的同一批次的同种型号的电池，其实际的容量和内阻都可能存在差异性。

出厂后的电池在放置时，会受到存储环境和自放电现象的影响，使得单体电池的差异程度越来越大。

（2）多个电池串并联使用时的不一致性。

锂离子电池作为电池储能核心部件，为了使系统达到一定要求的电压、功率和能量等级，一般不会单个使用，而是通过串并联来提高电压和容量。

在对电池进行充放电操作时，由于各单体电池本身已有差异性，故各单体电池的充放电速率是不一样的，电池组必然会产生过充电和过放电现象，从而加剧各单体电池的不一致性。

1.3造成危害锂离子电池组内各单体电池的不一致性会导致很多问题。

例如容量损失：各单体电池组成电池组的容量符合“短板理论”，最差的单体电池的容量决定整个电池组的性能；寿命损失：对于容量较小的单体电池，每次都是满充满放，这种对电池的过度使用会缩短单体电池寿命；内阻增大：对于拥有不同内阻的各单体电池，流过相同的电流，会使得内阻大的电池发热量相对比较多。

而电池温度过高，会造成劣化速度加快，即内阻又会进一步升高。

1.4解决办法a）严格控制电池的生产过程控制好各种原材料的一致性，制定各种原材料的标准，严格按照标准对原材料进行检验、储存。

提高生产技术水平，对制造过程使用严格的统计控制方式，确保每个技术规范都在规定的公差内，确保过程能力指数符合常规生产参数的分布规律。

磷酸铁锂电池均衡技术综述摘要：为了达到规模储能的电压和容量要求，磷酸铁锂电池需通过串并联达到设计要求，而生产、使用过程的差异性导致的电池单体不一致性，是影响储能电站寿命主要因素之一。

文章从规模储能技术基本概念出发，介绍了现有均衡方案的基本拓扑结构和控制策略，列举了两种实际应用方案，提出了各种方案的优劣与发展趋势，旨在对提高规模储能的经济性研究提供有益的启发。

引言规模储能电站一般设计容量较大，需要多个电池单体串并联以达到设计要求。

以磷酸铁锂电池为例，单节工作电压范围通常约为2．8～4V，若每个电池单体为200Ah，额定电压3．2V，需要达到2．4MWh的容量，可以将252节电池单体串联成电池组，再并联15个电池组，则：3．2V×252节x200AhX15组=2．42MWh；直流侧电压806．4V。

在电芯批量生产过程中，由于原料及生产工艺的波动，电芯的容量、内阻、电压及自放电率均会有一定的偏差，同时在电芯使用过程中随着充放电循环次数增加及存储时间、温度等影响，电芯容量衰减也会出现不一致，导致在同一电池组内的电芯出现不一致。

在规模储能中，电池组的不均衡性是影响电池组性能，降低电池组寿命的主要原因之一。

1规模储能常用概念电池容量是指在一定条件下(放电倍率、温度、放电截止电压等)电池放出的电量，用字母c表示，单位为安时(Ah)。

按照QB／T2502-2000《锂离子蓄电池总规范》，电池的额定容量为在环境温度为(20±5)℃时，以0．2C倍率放电至终止电压时的容量。

电池内阻分为欧姆内阻和极化内阻，欧姆内阻由电极材料、电解液、隔膜电阻及各部分零件的接触电阻组成，欧姆电阻不随激励信号频率变化，在同一充放电周期内，欧姆电阻除温升影响外几乎不变。

极化内阻是指电化学反应时由极化引起的电阻，包括电化学极化和浓差极化引起的电阻。

内阻是电池最为重要的特性参数之一，它是表征电池寿命以及电池运行状态的重要参数，是衡量电子和离子在电极内传输难易程度的主要标志。

磷酸铁锂均衡截止电流磷酸铁锂电池是一种具有高能量密度、长寿命和较低成本的锂离子电池，广泛应用于电动汽车、储能系统和便携设备等领域。

其中，磷酸铁锂电池的均衡和截止电流控制是关键技术之一，对其性能和安全性具有重要影响。

1. 磷酸铁锂电池的均衡技术磷酸铁锂电池由多个电池单体组成，每个电池单体的电化学性能会因制造和使用差异而产生不一致。

这些不一致会导致电池单体之间的电压和容量差异，进而影响整个电池组的性能。

为了解决这个问题，均衡技术应运而生。

均衡技术旨在通过调整电池组内各个电池单体的充放电程度，使其电压和容量尽可能一致。

这可以通过在电池组连接点引入均衡电路来实现。

均衡电路通常由电阻、开关和控制电路组成，能够将电流从容量较高的电池单体转移到容量较低的电池单体。

通过定期均衡，可以提高整个电池组的能量利用率、延长电池组的寿命，并提高其安全性能。

值得一提的是，磷酸铁锂电池的均衡技术在不同的应用场景中可能会有所不同。

在电动汽车中，均衡电路需要具备高效率、低成本和高可靠性等特点。

在设计和选择均衡技术时，需要充分考虑实际应用需求。

2. 磷酸铁锂电池的截止电流控制截止电流控制是指限制电池充电或放电过程中的最大电流，以保护电池的安全性和寿命。

对于磷酸铁锂电池而言，截止电流控制尤为重要，因为超过其最大允许电流的操作可能导致电池的过热、短路甚至爆炸。

为了实现截止电流控制，磷酸铁锂电池通常采用了一些防护措施。

一种常见的方法是在电池内部或外部添加保护电路，用于监测和控制电池的电流。

该保护电路可以实时检测电池的工作状态，并在电流异常时切断电池与外部电路的连接，以避免进一步损坏。

电池管理系统（Battery Management System，简称BMS）也是截止电流控制的关键组成部分。

BMS可以对电池的充放电过程进行监控，并根据事先设定的截止电流阈值来实现控制。

当电池的电流超过截止阈值时，BMS会发出警报或采取相应的控制措施，以保护电池的安全。

科列技术：专注锂电池管理系统“主动均衡”在“与奋斗者共同成长”的号召下，科列技术成为电动汽车电池管理系统（BMS）新三板第一股，持续不断的研发投入，领先的核心技术，为科列的快速发展奠定了雄厚而坚实的基础。

目前公司已经掌握全球领先的动力电池管理系统四大核心技术：主动均衡、无线传输、功能安全和容量管理。

电动汽车电池管理系统（ BMS ）第一股公司简介科列技术，电动汽车电池管理系统（BMS）第一股。

公司成立于2010年3月，2015年7月新三板挂牌上市。

公司主营业务为电动汽车锂电池管理系统（BMS）的研发和销售。

BMS要应用于二次锂离子电池，特别是动力锂离子电池。

BMS能够实时采集、处理、存储电池组运行过程中的重要信息，并通过主动或被动调控提高电池的利用率，防止电池出现过度充电和过度放电，延长电池的使用寿命。

管理层与股本结构公司首发上市时，董事长张泱渊持有26.10%的股份，为第一大股东。

第二、第三大股东均为投资公司：深圳聚韵风科技投资，深圳市鸣禹一科技投资。

分别持有22.93%、19.11%的股份。

董事长曾经在深圳市华为电气技术有限公司以及艾默生网络能源有限公司担任高级工程师和项目经理，有较深的技术背景。

管理层与核心技术人员也大多来自华为与艾默生，有独特的企业文化。

业绩快速增长公司2014年营收2511万元，同比增长501.9%，净利润792万元，由2013年-287万元扭亏为盈。

2015年中报显示，公司实现营业收入3865万元，同比增加3735万元，同比增长2862.19%；净利润1250万元，同比增加1398万元，较上年同比增长947.36%。

根据公司业绩预增公告，公司2015年净利润将增长500-600%，即净利润将达到3960-4752万元，实现跨越式增长。

从公司2015中报来看，用于客车和乘用车的产品收入都大幅增加，乘用车增幅大于客车。

明公司可能从新客户深圳比克接到大额电动汽车订单。

公司在2014年乘用车产品营收首次大于客车产品，说明公司客户已经从以电动客车企业为主到以普通电动汽车企业为主。