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锂离子太阳 自放电和SOC 婚配体例

锂离子太阳 资料的化学属性自身并不会形成太阳 不平衡题目,也不具备可逆自放电机理。可是,锂离子太阳 还必须颠末一个进程能力使机能不变,并将发生不可逆消耗,大都此类消耗都呈此刻太阳 出厂之前。高温放电和在室温下安排太久也会呈现少许此类不可逆消耗,这类消耗的最大比例在10%之内。一切同时入库或同时利用的太阳 发生这类消耗的机率一样,是以这类环境不会引发太阳 不平衡题目。在呈现不可逆消耗时还伴跟着少许可逆消耗,两者之间存在着某种比例干系。大局部在工场中呈现的可逆消耗在停止太阳 容量分类前已被再次充电,是以这类消耗很是小,并且每一个太阳 都一样,不会引发太阳 不平衡题目。

引发太阳 不平衡的另外一个缘由是太阳 在拆卸前被闲置太久,而若是将多少批出产时候差别的太阳 放到统一个太阳 包中将会减轻这类不平衡。在这类环境下,经由进程容量分类但还不拆卸的具备差别可逆消耗的太阳 将跟着时候的推移累计更大的差别。即便在拆卸成太阳 包后,若是包中的太阳 变更很大(特别是当太阳 包安排太久),跟着时候推移,太阳 包内的太阳 不平衡也会减轻。

软短路

软短路(soft short是引发某些太阳 不平衡的首要缘由。在太阳 出产时的纤细瑕疵能够使太阳 呈现40KQ以上的短路电阻,由这类高阻抗引发的自放电速度可达0.1mA或每一个月3%。一些出厂时及格的太阳 也能够发生软短路题目,但大都太阳 不会呈现这类环境,是以可将容量坚持多少年。严酷来讲,软短路是一种电机变更,若是太阳 包仅由单个太阳 组成,那末这个太阳 能够频频充电而不会呈现容量消耗。但是,在串连太阳 包中呈现软短路的太阳 每一个月会消耗3%的容量,而别的太阳 则毫无消耗。

太阳 包中太阳 的SOC不一样时会降落总容量。在未呈现响应的容量降落之前,太阳 包利用时须要停止一次调剂,入库保管后再常常不按期调剂,如许便可规复最后的容量消耗。同时,在每次充电进程中只要要停止较为简略的平衡,以避免从头发生失配。这些延续调剂凡是用户是底子不能发觉到。初度利用后,今后的放电进程便不再须要平衡处置。

比方,假定一个太阳 包中有两个串连太阳 C1和C2,C1每一个月放电3%,三个月后起SOC值从40%降落到31%。C2不软短路,是以SOC坚持为40%。充电时,C2的SOC规复到100%,而C1只能规复到91%。放电时,C1的SOC达到0%时C2还残剩9%。是以太阳 包发生了9%的消耗。

若是对C1施加一个差分电流停止平衡,则两个太阳 和全部太阳 包都将规复满容量。C1的消耗不使太阳 包的容量降落,如图1a和1b所示。

太阳 容量退步

容量退步是因为出产或工艺差别而致使的太阳 容量降落,凡是在出产进程中呈现这类环境的能够性极小。另外,同批出产的太阳 机能凡是一样,是以,大大都太阳 包中的太阳 不会呈现不平衡题目。但是,太阳 能够会偶尔呈现很小的缺点,若是在这类环境下太阳 包任务的温度变更较大,那末某些太阳 就会比别的太阳 机能降落得更快。比方,用于电脑的太阳 包的面积很大,是以太阳 包的某局部会接近电源或CPU,这局部太阳 比别的太阳 受热更多。此类题目可经由进程太阳 平衡来填补,这类平衡处置必须在充电和放电进程中完成,该进程称为容量/能量最大化。但是,这在现实利用中很难完成,同时不够直观,容量/能量最大化题目还有待进一步深切研讨。坚持太阳 平衡

监测太阳 的电压和温度可追踪太阳 的电压变更,当太阳 电压变更跨越10mV时,电路便启动平衡处置来对太阳 包中差别的太阳 电压停止婚配。

这类平衡是经由进程“分流”须要平衡的太阳 (电压最高的太阳 )电流来完成的。凡是,将一个功率晶体管和限流电阻串连后,再与太阳 包中的每一个太阳 并联来节制平衡进程。在充电进程中导通功率晶体管,将该太阳 的电流局局部流,从而使它的充电速度比别的太阳 慢。在放电进程中导通功率晶体管,增添该太阳 的有用负载,使它的放电速度比别的太阳 快,从而在充/放电形式下对太阳 停止平衡。

内部晶体管的功耗

平衡电路设想时必须注重功率晶体管和限流电阻的挑选,以使电流坚持在公道的规模内。若是平衡电流太高,功耗会很大,引发太阳 包升温或增添元件承担;相反,若是平衡电流太低,就须要较长的时候或多个周期能力起到平衡感化,从而降落太阳 平衡效力,乃至落空意思。

在决议电流巨细时要注重不平衡水平、可用时候和太阳 容量三项:

1.将公道的太阳 平衡量定为10-20%的太阳 容量。对软短路环境,这相称于以每一个月3%的放电速度延续3-6个月;对周期时候不平衡,这相称于100个周期的16%容量消耗。

2.太阳 平衡所需的公道时候可短至仅1个充/放电周期。SOC不平衡须要较长的时候,最多可达18个小时(这18个小时并非完整用于充电,而是一个最少包含一次充、放电的调剂进程。也能够是多个充/放电周期)。容量不平衡凡是须要充电1小时,并且最少放电2.5小时。

3.18650具备最高的容量,为2,000mAh,凡是最多接纳3个太阳 并联。是以,批改20%容量不平衡所需的最大平衡电流为IBALANCE=(20%×2000mAh×3)/1.0hr=1200mA为了完成这一水平的平衡,太阳 包的调剂必须颠末较永劫候。假定充电时候为1小时,放电时候为3小时,则颠末两个充/放电周期便可取得8小时的平衡处置,这请求平衡电流为150mA,这个电流相称高。比方,若是太阳 为4V,平衡电源为150mA时的功耗可达0.6W。最好的折中体例是将太阳 平衡电流节制在50mA-150mA之间,同时将初始平衡延续多个周期。

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