磷酸鐵鋰電池組均衡充電的研究意義

單節(jié)磷酸鐵鋰電池額定電壓平臺為3.2V，很明顯單節(jié)電池遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足電動汽車對動力電池電壓等級的需求。另一方面，目前生產(chǎn)的單體磷酸鐵鋰電池額定容量有限。以沃特瑪生產(chǎn)的圓柱體磷酸鐵鋰電池為例，作為國內(nèi)磷酸鐵鋰能源解決方案優(yōu)質(zhì)供應(yīng)商之一，其主要生產(chǎn)的單體磷酸鐵鋰電池額定容量不超過10Ah，很明顯單體電池的容量也遠(yuǎn)不能滿足電動汽車對動力電池容量的需求。因此，磷酸鐵鋰電池在使用過程中往往建議采用先并聯(lián)后串聯(lián)的方式連接。

然而，由于單體電池生產(chǎn)過程中的性能參數(shù)的分散性，在電池組并、串聯(lián)使用過程中隨著充放電次數(shù)的增加，單體電池間的容量分散性會逐漸增大，從而導(dǎo)致動力電池組性能下降和循環(huán)壽命縮短[-1，17-18]。為此，需對動力電池組進(jìn)行均衡充電，達(dá)到降低單體電池不一致性的影響，改善動力電池組性能，延長電動汽車?yán)m(xù)駛里程。磷酸鐵鋰電池過充電是引發(fā)電池不安全行為的最危險因素之一。鋰離子電池的過充不安全行為主要來至于所采用的有機(jī)溶液電解質(zhì)。有機(jī)溶液電解質(zhì)因其不能做到像水溶液電池中的水可實現(xiàn)分解與復(fù)合的可逆過程，這也導(dǎo)致了其對過度充電甚為反映強(qiáng)烈。為保證電池組的充電安全性，電池組在實際應(yīng)用中均需配置專用保護(hù)電路進(jìn)行充電管理，從而避免單體電池過充電，并盡可能延長電池組使用壽命。

單體電池管理電路在連接至單體電池兩端時將持續(xù)消耗電能。盡管電池管理系統(tǒng)在工作或不工作時通過設(shè)置“低功耗”模式可降低功耗，但仍將消耗電能，并且此時消耗的電能將大于單體電池的自放電電能。對于長期擱置的電動汽車而言，即使電動汽車不使用，但由于單體電池管理電路仍并聯(lián)在單體電池上，將持續(xù)對電池過度放電，直至放電損壞。因此，為了避免因單體電池管理電路將電池放電損壞，需要設(shè)計相應(yīng)的自動掉電電路。該電路在電池電壓低于設(shè)定的截止電壓時可自動斷開相應(yīng)的單體電池管理電路。