在电动汽车中,由于每组电池的性能和寿命可能略有差异,经过一段时间使用后,可能会导致不同电池之间的电荷状态不同,出现电池群不均衡的情况,这就要通过均衡充电来解决。
均衡充电是指在电动汽车存储电能的电池系统中,针对不同化学组成、电化学性能和寿命的电池单元,通过一定的管理方法,使其电荷状态均匀,以延长整个电池系统的使用寿命。
电动汽车中电池组的不均衡,可能出现在三种情况下:
首先,由于电池单体之间的制造差异或使用状况不同,它们的自放电速度可能不同,导致电池中存在不同程度的电量失衡;其次,汽车工况下,电池充放电状态以及充电方式的不同也会影响电池中个单体的充电/放电程度,最终导致电池中存在不同程度的电量失衡;最后,老化、损伤、极柱负载不均等因素也会让电池组内单体的容量极性产生差异,不同电池单体的容量损耗也有所不同,导致电池群电量失衡。
通过均衡充电,可以从一定程度上解决电池组电量失衡的问题,其基本原理是以电压控制为主,共捆作为辅助,对每颗单体电池进行动态控制,让电池群中各单体的电荷状态相同,保证充电质量和安全性。
常见的均衡充电方式有被动均衡充电和主动均衡充电。被动均衡充电是通过电池组内已有的电压差来进行,这种方式电流较小,只有在电池群电压明显不同的情况下才能进行均衡;主动均衡充电则是通过外部电路加入电子模块,根据不同的控制算法来控制充电电流,实现电池的均衡充放电。
在电动汽车的整个使用寿命中,需要定期进行均衡充电来保证电池组的寿命和安全性。具体来说,一般可以按照如下几个方面进行判断:
(1)养护充电:电池组已经长时间不进行充电,或长期处于浮充状态下,需要进行养护充电以活化电池;
(2)低温充电:低温条件下,电池充电容易发生气泡等不良反应,需要进行低温均衡充电以防止产生气泡并促进充电;
(3)高温充电:高温条件下,电池充电容易发生电解液的蒸发等问题,需要进行高温均衡充电以促进充电并补充电解液;
(4)超放充电:电池群的最高电压已经到达,但单体的电压尚未到达最高限制,需要进行超放充电以消除电池群中的电量失衡。