在實(shí)際應(yīng)用中，由于鋰離子電池之間的差異，經(jīng)過一段時(shí)間的充放電后，發(fā)現(xiàn)單個(gè)電池的上、下電壓不均勻，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的功能。針對(duì)這種情況，提出了上平衡和下平衡的概念，并對(duì)鋰離子電池的上、下平衡電路進(jìn)行了詳細(xì)的研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，幾種鋰離子電池的平衡電路規(guī)劃是正確的，為高性能混合動(dòng)力系統(tǒng)的研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

鎳氫電池屬于堿性電池。由于單體電壓相對(duì)較低，存在召回效應(yīng)，要對(duì)大量放電進(jìn)行調(diào)度，這大大加重了電源管理系統(tǒng)的任務(wù)。其次，自放電率高(10%~15%)。

與其他電池相比,鋰離子電池具有高功率密度(800w/公斤),高的單體電壓(統(tǒng)一電壓3.6V),無污染、低自放電率(約3%~5%),沒有記憶效應(yīng)等特點(diǎn),是一種野心電源電池的性能,因此廣泛用于移動(dòng)電源、混合動(dòng)力轎車、備用電源低壓開關(guān)設(shè)備和飛行空間蓄電池設(shè)備。

1.我國(guó)現(xiàn)有鋰離子電池保護(hù)電路的不足

鋰離子電池的均勻電壓只有3.6V，也要放電電流。為了提高系統(tǒng)的電流和電壓水平，在某些動(dòng)態(tài)情況下，通常采用大電流大電壓的鋰離子電池并聯(lián)再串聯(lián)作為動(dòng)力系統(tǒng)。由于鋰離子電池對(duì)電壓非常敏感，電池組在使用中一般要添加一定的保護(hù)電路。

2.改進(jìn)的鋰離子電池保護(hù)電路原理

均衡電路是指一個(gè)人參與硬件電路,它可以使整個(gè)電池單體之間的上限電壓或堅(jiān)持一致性較低的電壓,有效地保護(hù)電池充電電壓的上限和下限的放電電壓,從根本上降低電池的影響系統(tǒng),然后抵達(dá)進(jìn)步細(xì)胞功能,延長(zhǎng)電池壽命。它包含兩種電路:上平衡電路和下平衡電路。

本文兩套電源系統(tǒng)是混合動(dòng)力汽車的計(jì)劃:3系列鋰離子電池保護(hù)系統(tǒng)(最高電壓為12.75v,均勻放電電壓為10.8v)和10-series鋰離子電池保護(hù)系統(tǒng)(最高電壓為42.5v,均勻放電電壓是36v),放電電流分別為10和40。系統(tǒng)原理如圖1所示，即在其基本保護(hù)電路(過壓/欠壓/過溫/過流/短路保護(hù))的基礎(chǔ)上，涉及到上、下均衡電路。

2.1TL431平衡電路

本文根據(jù)其特點(diǎn)設(shè)計(jì)了上平衡電路，如圖2所示。調(diào)節(jié)R1、R2、R3的電阻值，當(dāng)電源電壓超過設(shè)定值時(shí)，登記TL431，通過功率電阻R*能量耗散降低電池電壓，達(dá)到定點(diǎn)(均衡點(diǎn))。根據(jù)國(guó)產(chǎn)電動(dòng)汽車和電動(dòng)摩托車均衡電路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，均衡點(diǎn)為4.20v時(shí)，電阻值為:R1=68k!R2=100k!，R3=4.3k!。