均衡的意义就是利用电子技术,使锂离子电池单体电压偏差保持在预期的范围内,从而保证每个单体电池在正常的使用时不发生损坏。若不进行均衡控制,随着充放电循环的增加,各单体电池电压逐渐分化,使用寿命将大大缩减。
一般情况下,充电时锂离子电池单体电压的偏差在50mV范围是完全可以接受的。造成单体电池电压偏差的主要原因一方面是单体电池存在差异,另一方面测量的电子电路消耗所造成的。
均衡的方法有很多种,譬如开关电容均衡法,降压型变换器法,平均电压均衡法,在这里就不一一赘述。本文采用的是平均电压均衡法,原理框图见图1,图1中只给出了一只单体电池的均衡电路,其它各单体电池也配备相同的均衡电路,其中放大器由单体电池供电。
这种均衡控制电路的思路是:单体电池电压与平均单体电池电压相比较,控制功率开关将电池电压高于平均电压的单体电池分流。因此,所有单体电池电压在均衡电路的作用下趋向平均电池电压。
此电路初看起来是开环控制,实际上由于电池内阻的作用,均衡电路工作在具有负反馈特性的闭环状态。为了防止均衡电路在电池组放电时工作,可以在功率开关下端串联稳压二极管,这样在电池放电时,电池电压较低而失去分流回路。