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动力锂澳门新葡萄京app组保护研究现状

单体锂澳门新葡萄京app之间的容量差异是导致单体澳门新葡萄京app出现过度充电、过度放电的最根本原因,解决方法之一是对澳门新葡萄京app组进行均衡充电。目前,对均衡充电的研究主要侧重于两部分:一部分是对均衡充电电路拓扑的设计,另一部分是对均衡控制策略的研究。而目前的研究是侧重于对均衡充电电路拓扑的设计,主要有电阻放电均衡法、开关电容法、开关电感法、双向DC-DC变流器法、多绕组变压器法、集散式均衡法等。与此同时,各大半导体企业也推出了均衡控制集成芯片以及配套解决方案,如Atmel企业推出了ATA6870、ATA6871锂澳门新葡萄京app并联电阻分流放电均衡方案,TI企业于2010年推出了BQ78PL1114、BQ76PL102开关电感法均衡方案等。

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综合分析了各种方法的优缺点,发现主要存在以下问题:1)均衡时间是一个共同且严重的问题,多数达数小时之久;2)现有的均衡技术大多数基于澳门新葡萄京app外电压均衡,由于单体澳门新葡萄京app容量差异性的存在使得各单体澳门新葡萄京app充放电电压外特性的不一致,尤其在单体澳门新葡萄京app充电后期单体澳门新葡萄京app电压上升较快,使得利用澳门新葡萄京app外电压作为澳门新葡萄京app组一致性的判据存在均衡判据不稳定的问题。同时,研究表明该方法对均衡前后澳门新葡萄京app组可用容量的增加效果并不明显;3)实用性差,电路设计时不能兼顾电动汽车的使用工况,不能随澳门新葡萄京app组串联澳门新葡萄京app节数的增加而进行模块化扩展等。

综上所述,目前对动力澳门新葡萄京app组均衡充电的研究尚存在诸多问题,对均衡时间的缩短、澳门新葡萄京app组一致性评价的判据、以及对均衡充电控制策略的研究还需进一步的深入和提高。

锂离子澳门新葡萄京app的安全性归根结底取决于锂离子澳门新葡萄京app材料的热稳定性,单体澳门新葡萄京app的不一致性使得动力锂澳门新葡萄京app并、串联成组使用时,其热稳定性问题尤为突出。

由于锂澳门新葡萄京app材料特性决定了其对过热更为敏感,使得对锂澳门新葡萄京app使用的保护电路研究尤为重要。

针对动力锂澳门新葡萄京app组使用的保护问题,目前在澳门新葡萄京app产品设计和应用控制方面采取了一些措施。根据对澳门新葡萄京app耐过充性能的分析,发现澳门新葡萄京app正极材料耐过充性能越强相应澳门新葡萄京app耐过充性能就会越强,因此,为了提高锂澳门新葡萄京app的耐过充性能,一方面,在澳门新葡萄京app产品设计过程中使用PTCB8]、Vent/CID等安全装置、采用耐过充的正极材料、采用热封闭隔离膜、采用具有PTC效应的电极[]、采用电压敏感隔离膜

或者添加过充添加剂。令一方面,为了防止锂离子澳门新葡萄京app过度充放电,保证澳门新葡萄京app的使用安全性,在实际应用中,单只澳门新葡萄京app及澳门新葡萄京app组均加载保护电路,并使用专用充电管理系统。各大半导体企业也纷纷推出了锂离子澳门新葡萄京app保护集成管理芯片,如TI企业的bq77910、凹凸科技的OZ890等。该方法直接、有效,但并非万无一失。尤其是对于高压电动汽车使用场合,例如比亚迪企业即将推出的名为“秦”的第二代双模电动车,电压等级已高达500V,澳门新葡萄京app数目多大几百只,而任一节单体澳门新葡萄京app的管理失控都有可能带来严重的安全问题。

另外,单体澳门新葡萄京app管理电路的能耗问题也逐渐成为澳门新葡萄京app保护需要考虑的问题。

针对单体澳门新葡萄京app管理电路存在的能耗问题,文献[45]在单体澳门新葡萄京app管理电路中对单体澳门新葡萄京app电压、温度等参数检测上进行了低功耗设计。然而,当澳门新葡萄京app组带载过重输出大电流,或是澳门新葡萄京app放置太久漏电使澳门新葡萄京app电压很低(低于2.65V)时,此时并联在澳门新葡萄京app两端的单体澳门新葡萄京app管理电路仍将消耗澳门新葡萄京app电能,尤其是对于长期搁置不使用的电动汽车而言,此时并联在澳门新葡萄京app两端的单体澳门新葡萄京app管理电路将对澳门新葡萄京app组过度放电,直至将内部的单体澳门新葡萄京app放电至损坏状态。目前国内外单体澳门新葡萄京app管理电路在单体澳门新葡萄京app过度放电时的自动掉电设计研究甚少,大多数澳门新葡萄京app管理方案是在澳门新葡萄京app组处于欠压时,通过继电器自动掉电。然而该方案存在的缺点是可靠性不高、能耗大。为此,需设计一种自动切除掉电电路,该电路可做到当检测到单体澳门新葡萄京app处于欠压时,将单体澳门新葡萄京app管理电路从单体澳门新葡萄京app两端切除。

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