用于串聯(lián)連接電池的有源平衡解決方案

圖 5：雙向反激式電源級(jí)的工作

SYNCHRONOUS FLYBACK CONNECTIONS：同步反激式連接

1 TRNASFORMER PER CELL：每節(jié)電池一個(gè)變壓器

SINGLE-CELL DISCHARGE CYCLE FOR CELL 1：第 1 號(hào)電池的單節(jié)電池放電周期

SINGLE-CELL CHARGE CYCLE FOR CELL 1：第 1 號(hào)電池的單節(jié)電池充電周期

平衡器效率事關(guān)緊要!

電池組面對(duì)的大敵之一是熱量。高環(huán)境溫度會(huì)快速縮短電池壽命并降低其性能。不幸的是，在大電流電池系統(tǒng)中，平衡電流也必須很高，以延長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間或?qū)崿F(xiàn)電池組的快速充電。如果平衡器的效率不高，就會(huì)在電池系統(tǒng)內(nèi)部導(dǎo)致不想要的熱量，而且這個(gè)問(wèn)題必須通過(guò)減少能在給定時(shí)間運(yùn)行的平衡器之?dāng)?shù)量來(lái)解決，或通過(guò)采用昂貴的降低熱量方法來(lái)應(yīng)對(duì)。如圖 6 所示，LTC3300 在充電和放電方向?qū)崿F(xiàn)了 >90% 的效率，與具備相同平衡器功耗、效率為 80% 的解決方案相比，這允許平衡電流提高一倍多。此外，更高的平衡器效率允許更有效地重新分配電荷，這反過(guò)來(lái)又可產(chǎn)生更有效的容量恢復(fù)和更快速的充電。

圖 6：LTC3300 的電源級(jí)性能

EFFICIENCY：效率

CHARGE：充電

DISCHARGE：放電

NUMBER OF CELLS (SECONDARY SIDE)：電池?cái)?shù)量 (副端)

BALANCING CURRENT：平衡電流

BAL PDISS：平衡器功耗

BALANCER EFFICIENCY：平衡器效率

局部電池負(fù)責(zé)完成大部分的平衡工作

整個(gè)電池組內(nèi)的電荷轉(zhuǎn)移是通過(guò)使副端接線(xiàn)交錯(cuò) (如圖 7 所示) 來(lái)實(shí)現(xiàn)的。以這種方式進(jìn)行交錯(cuò)將允許電荷在任何一組電池 (6 節(jié)) 與一組相鄰電池之間來(lái)回轉(zhuǎn)移。請(qǐng)注意，相鄰的電池在電池組中既可以位于上方也可以位于下方。當(dāng)優(yōu)化某種平衡算法時(shí)這種靈活性是有幫助的。關(guān)于任何交錯(cuò)式系統(tǒng)存在著一種常見(jiàn)的誤解：將電荷從一個(gè)非常高電池組的頂端重新分配至底端其效率一定是極低的，這是因?yàn)閷㈦姾蓮碾姵亟M頂端移至底端需要進(jìn)行大量的轉(zhuǎn)換。然而，如圖 7 中給出的實(shí)例所示，大多數(shù)平衡只是通過(guò)在與那些需要電荷平衡的電池最靠近的電池之間的電荷重新分配來(lái)完成的。含有 10 個(gè)或更多電池的副端電池組使得一個(gè)電荷不足的電池 (若不補(bǔ)充電荷則其將限制整個(gè)電池組工作時(shí)間) 簡(jiǎn)單地通過(guò)運(yùn)行一個(gè)平衡器就能恢復(fù)其“丟失”容量的 90% 以上。因此，利用 LTC3300的交錯(cuò)式拓?fù)鋵o(wú)需把電荷從電池組的頂端一路轉(zhuǎn)移至底端，大多數(shù)的平衡工作都是由相鄰的局部電池完成的。

圖 7：交錯(cuò)式連接和電荷轉(zhuǎn)移性能