隨著電池組的老化 高效的雙向主動(dòng)平衡器可延長電池運(yùn)行時(shí)間

高效率雙向平衡提供最強(qiáng)的容量恢復(fù)能力

LTC3300-1 (參見圖 4) 是一個(gè)新產(chǎn)品，專門為滿足高性能有源平衡的需求而設(shè)計(jì)。LTC3300-1 是一款高效率、雙向有源平衡控制 IC，是高性能 BMS的關(guān)鍵組件。每個(gè) IC 都能同時(shí)平衡多達(dá) 6 節(jié)串聯(lián)連接的鋰離子 (Li-Ion) 或磷酸鐵鋰 (LiFePO4) 電池。

圖 4：LTC3300-1 高效率雙向多節(jié)電池有源平衡器

SoC 平衡通過在一節(jié)選定的電池和一個(gè)由多達(dá) 12 節(jié)或更多節(jié)相鄰電池構(gòu)成的子電池組之間重新分配電荷來實(shí)現(xiàn)。平衡決策和平衡算法必須由單獨(dú)的監(jiān)視器件以及控制 LTC3300-1 的系統(tǒng)處理器來應(yīng)對(duì)。電荷從一個(gè)指定電池重新分配給由 12 節(jié)或更多相鄰電池組成的電池組，以給該電池放電。類似地，從 12 節(jié)或更多相鄰電池組成的電池組將電荷轉(zhuǎn)移給一個(gè)指定的電池，以給該電池充電。所有平衡器可能同時(shí)在任一方向上工作，以最大限度地縮短電池組的平衡時(shí)間。所有平衡控制命令都通過一個(gè)可疊置和噪聲裕度很大的串行 SPI 接口提供給每個(gè) IC，對(duì)電池組的高度沒有限制。

LTC3300 中的每個(gè)平衡器都采用非隔離式、邊界模式同步反激式電源級(jí)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)每一節(jié)電池的高效率充電和放電 (參見圖 5)。6 個(gè)平衡器中的每一個(gè)都需要自己的變壓器。每個(gè)變壓器的“主”端跨接在接受平衡的電池上，“副”端跨接在 12 節(jié)或更多相鄰電池上，包括接受平衡的電池。副端上電池的數(shù)量僅受外部組件擊穿電壓的限制。在相應(yīng)的外部開關(guān)和變壓器調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，電池的充電和放電電流可由外部檢測電阻器設(shè)定為高達(dá) 10 安培以上的值。

圖 5：雙向反激式電源級(jí)的工作

通過主端和副端組件進(jìn)行的排序和 IPEAK / IZERO 電流檢測取決于平衡器是否啟動(dòng)以給電池充電或放電。高效率是通過同步工作以及組件的恰當(dāng)選擇實(shí)現(xiàn)的。每個(gè)平衡器都是通過 BMS 的系統(tǒng)處理器啟動(dòng)的，而且平衡器將保持啟動(dòng)狀態(tài)，直至 BMS發(fā)出停止的命令或指示檢測到故障。