刘德锋，谢旭良

基于自适应电压悬浮控制开关阵列的主动均衡电路设计

刘德锋，谢旭良

（长安大学汽车学院，陕西 西安 710064）

为解决电池单体之间不一致性导致的电池组可用容量下降问题，文章设计了一种模组对单体单向均衡电路。该电路由开关阵列、隔离DC/DC变压器和电池充电管理芯片TP5100组成。该开关阵列采用自适应电压悬浮控制，与传统的基于电磁继电器和光耦固态继电器的电路相比具有成本低，导通电阻小等特点。

开关阵列；自适应电压悬浮控制；主动均衡

引言

对于串联成组的电池来说，由于单体电池自身特性（如内阻、容量等）的差异，会造成电池组进行充放电时，内部串联单体电压各不相同，而为了兼顾电压最高和最低电池单体的安全性，防止过充过放，就会导致整组电池的容量得不到充分利用，而且还会影响电池组的SOC估算精度[1]。因此国内外学者[2]及企业采用均衡技术来减少电池单体之间的不一致性对电池组的影响，目前电池均衡已成为电池管理系统不可或缺的功能。当前市场上的BMS大多采用的耗散均衡技术，耗散均衡不能充分利用电池组的可用容量，在均衡过程中耗散的能量无法被利用，而且一般只能通过与均衡电阻相连电路板进行散热，散热面积小，会限制均衡功率，而且也会导致电路板局部温度过高，影响系统安全。目前主流的具有被动均衡功能芯片实现的最大均衡电流一般在100 mA左右。被动均衡的均衡电流受硬件散热条件限制而导致均衡效率低、均衡时间长等缺点，在使用过程中把电池能量都耗散了，降低了电池的能量使用效率。……