設(shè)計(jì)高電壓電池組的簡單方法

　　不止是電池芯的電壓和電池組的電流，電池的溫度也需要進(jìn)行監(jiān)測(cè)。大多數(shù)電池芯生產(chǎn)商都會(huì)提供充電和放電時(shí)的上限和下限溫度。在組裝得很密的電池中，中心區(qū)域的電池芯和靠外側(cè)電池芯在充電和放電階段循環(huán)時(shí)的溫度可能相差15℃以上。由于電池芯的數(shù)量多，組裝得又很密，電池在經(jīng)過一段時(shí)間的深度放電以后，需要幾個(gè)小時(shí)的時(shí)間才能使電池的各個(gè)部分達(dá)到安全充電所需的相同溫度。下圖顯示了在25℃環(huán)境下經(jīng)過深度放電后，10S2P電池內(nèi)各個(gè)電池芯的溫度。最中心電池芯的溫度要比外側(cè)電池芯的溫度大約高11℃。

　　由于許多電池芯制造商只允許在5℃~45℃的溫度范圍內(nèi)對(duì)電池進(jìn)行充電，因此溫度監(jiān)測(cè)電路的位置和精度是非常重要的。大多數(shù)電池芯制造商所允許的放電溫度范圍要寬一些，典型放電的溫度范圍是-10℃～+60℃，一些電池芯的化學(xué)成分可以在略寬一些的溫度范圍內(nèi)放電。由于充電所允許的溫度范圍較窄，在充電前可能需要對(duì)電池進(jìn)行加熱或冷卻。受到成本和空間的限制，加熱和冷卻設(shè)備通常安裝在充電底座上，而不是安裝在電池的內(nèi)部。電池內(nèi)的微控制器和充電底座的控制器會(huì)互相傳送溫度信息。

　　到此為止，我們還只是考慮了高功率電池的安全問題。當(dāng)安全成為電池設(shè)計(jì)中唯一的最重要因素時(shí)，精心設(shè)計(jì)的產(chǎn)品也采用了適當(dāng)?shù)牟襟E以幫助確保良好的用戶體驗(yàn)。新一代的鋰電池通常包含更多電池芯，并且在電池和系統(tǒng)中增加了保護(hù)和監(jiān)測(cè)電路。相比于之前的鎳鎘電池，增加或者替換電池的成本將更高。這些新一代電池的用戶不僅希望體驗(yàn)到性能的改善，同時(shí)也希望能夠獲得更長的工作時(shí)間以及更短的充電時(shí)間。一種改善用戶體驗(yàn)的方法就是在電池中實(shí)現(xiàn)電量平衡。

　　電量平衡是一種將電池中所有電池芯維持在相同充電狀態(tài)的技術(shù)。串聯(lián)的電池芯數(shù)量越多，電量平衡技術(shù)在提高電池性能和延長電池使用壽命方面的優(yōu)勢(shì)就越大。由同一個(gè)制造商提供的大部分電池芯(尤其是同一批次的電池芯)在接受、保持以及釋放電荷的能力上是相當(dāng)匹配的。然而，電池芯之間的微小差異以及電池芯在充放電時(shí)的溫差可能導(dǎo)致不平衡情況。這些不平衡情況可能大大地降低電池的可用性。