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 號電池的單節(jié)電池放電周期

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

平衡器效率事關(guān)緊要!

電池組面對的大敵之一是熱量。高環(huán)境溫度會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，就會在電池系統(tǒng)內(nèi)部導(dǎo)致不想要的熱量，而且這個(gè)問題必須通過減少能在給定時(shí)間運(yùn)行的平衡器之?dāng)?shù)量來解決，或通過采用昂貴的降低熱量方法來應(yīng)對。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，這反過來又可產(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)移是通過使副端接線交錯(cuò) (如圖 7 所示) 來實(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回轉(zhuǎn)移。請注意，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) 簡單地通過運(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