锂离子蓄电池组均衡电路的自放电补偿方法

摘 要：目前锂离子蓄电池組均衡方式主要采用单体并联功率电阻的方式。但由于额外引入了单体电池电压采样电路，造成单体电池自放电不一致。本文介绍了一种锂离子蓄电池组均衡电路的自放电补偿方法。

关键词：均衡；自放电；补偿

锂离子蓄电池组具有比能量高、平均放电电压高、自放电小、无记忆效应、循环寿命长等特点。在实际工程应用中，锂离子蓄电池组是以组合形式工作的。组合的蓄电池组经过多次的循环充放电后，会产生离散现象，也就是单体电压不均衡。这给卫星长寿命工作埋下了隐患。为此，均衡电路设计是必要的。

经过变换的各节单体电压传输到下位机。下位机将各节单体电压与电压最低一节单体进行比较，将差值大于80mV的单体接通功率电阻进行放电，直到电压差值小于40mV断开，从而达到单体电压一致的目的。

目前锂离子电池均衡方式主要采用单体并联功率电阻的方式，通过控制功率电阻接入时间达到单体电压一致的效果。

由于每节单体连接的电压采样电路的阻抗不同，每节单体的自放电电流会有所差异，长期搁置会导致单体电池由于电压采样电路造成的电压差异。通过在锂离子电池单体两端并联匹配电阻使每节单体的自放电电流达到一致。

一、均衡电路原理

图1为均衡电路自放电原理图：

图1中，R为均衡功率电阻，J1-Jn为均衡开关，I1～In为单体电池自放电电流，R1～Rn为单体电池电压采样电路电阻网络等效电阻，F为单体电池电压采样放大电路，A为软件判读。

设锂离子单体电池电压为Vc，共n节单体，每节单体自放电电流计算如下：

由公式（1）～（n）可知，I1二、补偿方法

图2为均衡电路接入匹配电阻后原理图：

若要达到每节单体自放电电流一致，则需并联匹配电阻后每节单体自放电电流为In。匹配电阻Rm1～Rmn-1选取方法如下：

通过上述公式可知，在单体1至单体n-1两端并联匹配电阻Rm1～Rmn-1，可使n节单体自放电电流同为In，达到了单体电池自放电一致的目的，消除了由于额外引入单体电池电压采样电路造成的单体电池自放电不一致的问题。

三、结论

本论文有效解决了锂离子蓄电池组由于额外引入单体电池电压采样电路造成的单体电池自放电不一致的问题。此方法体积小，重量轻，实现简单，可靠性高。并已在工程型号中应用。

参考文献：

[1] 李国欣.航天器电源系统技术概论[M].中国宇航出版社.

[2] 童诗白.模拟电子线路基础[M].第四版.高教出版社.

作者简介：

薛莱（1982-），女，本科，工程师，主要从事航天电源研究。