4.电池成组的技术—主动均衡技术
现有的BMS技术只能实现最基本的功能,包括:电池物理参数实时监测;电池状态估计;在线诊断与预警;充、放电与预充控制、被动均衡管理等。我们看到,没有任何机制控制电池一致性的失控,特别是在放电过程中。
在控制一致性的方法中,被动均衡因为均衡电流太小(通常为几百毫安量级),均衡效果不明显,而且通过电阻释放电能会导致消耗的热量难以排放,又会导致电池包的内部温升。
由于被动均衡的局限性,各国尝试研究不同方法的主动均衡技术,包括:电容、电感(变压器)、DC/DC等方案,但是,由于均衡电流过小(几安量级)、系统设计复杂、器件性能不稳定和生产成本等因素,产品化进程困难重重。
在电池的发展史上,主动均衡技术一直是各国研究的重点,但是一直没有产生重大技术突破,甚至人们普遍认为主动均衡技术只能局限在实验室。
理想的主动均衡技术应该具有以下的技术特点:
(1) 均衡电流应足够大(40KWH电池包的均衡电流应达到20安以上)以控制电池一致性变差
(2) 在充电和放电过程中实现均衡管理
(3) 低成本的载能器件和控制系统
5.结语
主动均衡技术的原理非常清楚,技术的难点是如何实现电能在电池之间进行转移,特别在超过100级串联的电池包里进行电能转移是难以想象的,现有的载能器件(比如:电容、电感、DC/DC方案)因为体积、连接、控制等因素,无法实现主动均衡技术的产品化。
就理想的主动均衡技术而言,实现能量转移的控制方法是主动均衡技术的关键,或者说,主动均衡技术是控制系统领域的问题。