系统“均衡”技术并非新概念，“均衡”技术因电池串联而生
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系统“均衡”技术并非新概念 “电池均衡”并不是新鲜的名词，至少在镍镉电池上使用了30年。只是早期的技术简单、低效，其原理和方法是：使用功率型电阻，把串联中最高的哪节电池单体电压，采用耗能的形式降下来，缩小压差；同时，可防止因过充导致的事故。和今天的技术发展相比，在硬件和软件管理方面，没有可比性。但就其机理而言是相同的，同样是：保障电池的安全性、缩小单体电池差异性。 “均衡”技术因电池串联而生 电芯在系统中的应用，主要是通过串联形式，获取高电压，来满足负载要求。比如说额定48V电源的电压，是由单体标称3.7V ，12~13颗单体电芯串联而成的电压叠加效应。12~13颗电芯个体，因生产工艺的差异性，例如，生产日期、环境差异、极片厚度、面积、电解液加注量等等环节，是无法做到一模一样的，只能在一定范围内满足偏差要求。所以，其本征物理量的差异性，就不难理解了。但是其串联回路，在充放电时，流过的电流是一样的。如果使用r代表一颗电芯的内阻,哪么，因内阻的差异，就会导致单体电芯表现的电压不同。当在充电环节时，内阻大的会提前充满或接近上限电压，这个时候，为了防止过充损坏或导致灾难性结果，就需要把最高的单体电压拉下来，接近或保持在上限数值内。这就是均衡的一种形式，也是均衡技术的原型和基础。在最早2010版的leaf，就采用了这种技术。我常把它归结为“保护型均衡”。原因是，其主要功能还是为了防止过充。 “均衡”是实现单体本征特性达到或趋于一致的过程 或者说，均衡是让每个单体参数接近一组电芯的平均值。电压是电池本征参数之一，很多时候，均衡最直接的表现形式，就是电压的均衡。均衡前，串联的电芯个体，表现出来就是电压的不一致性。缩小压差，达到规定的数值，是均衡的另一种形式，也是最终需要实现的功能。 因串联单体差异，SOC上限只能接近100% 从理论上计算，单体电压按相同值计算，其荷电状态 SOC应为100%，U=V1×n。但是，现实应用中，SOC是不可能做到满满的。这一点，需要技术人员的理解，在设计过程中，提出技术需求时，只能是接近100%的数值，例如，上限SOC是95%，这是合理的。这个数据的确定，需要通过电芯本体的特性、系统的集成水平，通过实验获得。 如果是面对客户的一些指标，的确也有SOC 100%估值提法，比如说在仪表显示，但这是为了更好的让客户理解的一种做法。并不完全代表真实数据。 通过“均衡“，提升系统可用容量，这是怎么回事? 这个问题需要从两个方面说起：一方面，站在充电的环节来分析，当没有均衡电路功能时，串联中，某一单体电压达到上限时，监控电路上报后启动控制电路，停止继续充电；当具备均衡电路功能时，会即时监控压差和上限电压状态，并适时启动均衡功能，拉高就低。实际上，等于延长了系统充电时间。充进去的容量，自然要大于没有均衡功能的电路。其本质：通过压差值控制、上限值控制增加了可充容量。 |
