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浅谈叉车电池组的均衡技术

叉车百科互联网2018-06-29 14:10打印

现在正是世界杯激战的季节,我们在欣赏精彩比赛的同时,一定知道足球是一项?#27973;?#35762;究集体配合的体育竞技项目,一支好的足球队一定是配合?#27973;?#40664;契、整体能力都?#27973;?#19981;错的球队,前锋、后卫、守门员都必须有出色的表现,哪怕是很好的前锋也?#36718;?#19968;样的后卫队友。

电池组同样也是这个道理,无论是传?#36710;?#38085;酸电池,还是现在很火的锂电池,性能的好坏不是单只的电芯的性能如何,而是更多取决于整体电池组的均衡表现。

浅谈叉车电池组的均衡技术

因此?#27492;擔?#23545;电池组的管理就显得尤为重要。对于我们都习以为常的传统铅酸电池,从诞生到现在,已经有近160年的发展历程了,由于各方面的原因,通常都疏忽了对电池的管理,从而造成了铅酸电池在实际应用中?#23545;?#27809;有达到设计的标准,早期损?#24403;?#24223;现象十分?#29616;兀?#36164;源浪费惊人。对于现在正在快速发展的锂电池,因为出于安全的原因,电池管理系统已经成为了标准配置,但是管理的重点主要还是偏重于安全性和数据的监测,缺乏对于整体电池组的均衡管理。

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以我自己多年从事电动叉车的工作经验,以及近几年来在广泛的市场调研中,可以看到,绝大部分电池组的报废,都是由于电池维护管理不足,个别电芯出故障,导致电池组性能?#29616;?#19979;降,工作时间下降到无法忍受的地步,最后导致了电池系统性能过早衰减甚?#20102;?#22351;,直至报废。其实,从电池的生产过程来看,正规的生产厂家都是用性能优良的电芯,经过严格的筛选配组而形成电池组,刚开始的电芯一致性是没有问题的。但是,经过了一段时间的使用后,每一个电芯的性能都会出现正常的衰减和分化,电芯的一致性就有可能出现超出标准值的偏差。那么,整组电池组的性能就会出现比较大的衰减,这个时候,对于整体电池组的均衡管理就显得尤为重要。

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所谓电池的均衡管理,是电池维护管理的关键,但不是维护管理的全部。电池的维护管理,应当是当电芯本身性能一致时,对电池工作时的电压、电流、温度等尽可能保持一致,但当电芯本身性能不一致时,就要适应性的调节。这样,才能保障整组电池的性能,最理想的状态就是让所有的电芯做到同生共死。

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那么,如何做好电池的均衡管理呢?电池组的均衡管理包含了电压均衡、电流均衡和温度均衡。其中电池组的电压均衡是最基本的,即指串联电池组?#26800;?#20307;电池的电压均衡。同样,并联电池组中每一个单体电池电流的均衡,电池组?#26800;?#20307;电芯性能过快衰减很大的原因,可能就是因为电流不一致,个别电芯工作在过倍率工况,导致性能过快衰减。再就是电池的温度均衡。现在一般采用自然风冷,强?#21697;?#20919;,液冷等物理办法解决。电芯的温度是因为发热不一致,散热不一致造成的。

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目前串联电池组电压均衡的方法通俗的分为被动均衡和主动均衡。

被动均衡,是利用电阻消耗高电压电池能量的方式来实现电压均衡,优点是电路简单可靠、成本低,缺点是均衡电流较小,有能量损耗发?#21462;?/p>

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主动均衡,是采用变换器进行能量转移的方式来实现均衡,一般是将串联电池组中高电压的电池能量转移到其他电池使电压降低,对低电压电池,用其他电池进行能量补充。优点是均衡电流可以较大,能量损耗较小,但电路复杂,成本高,可靠性相对?#31995;汀?/p>

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以?#29616;?#26159;仅仅简单介绍了一下电池组均衡技术的大概,因为技术性太强,篇幅太大,我希望在合适的机会能邀请行业专家与大家交流更为详细的技术细节和具体应用案列。不过,我认为,在我们中国叉车市场竞争日益激烈的大环境下,做任何产品,既要能为客户提供实实在在的使用价值,也要考虑到经济性。无论是电压均衡、电流均衡、温度均衡,管理的目的是为了保?#20064;?#20840;,保障寿命,保障性能。相比较电池的成本,如果?#24230;?#30340;成?#31454;?#20195;价大于获得的利益,这种技术就失去了实际的意义。目前有很多专注于新能源的企业都在积极从事电池组管理系统研发和生产,在此我仅以深圳市强能电气有限公司开发的电池均衡维护模块为例,供我们关注新能源的同行参考,希望能对大家有所启发。