杜海忠 骆 滔 宋浩谊 曾 俊 章治国

(1. 重庆理工大学电气与电子工程学院 重庆 400054；2. 中国电子科技集团公司第二十四研究所 重庆 400060)

1 引言

锂离子电池(以下简称锂电池)在能量密度、重量、寿命等方面具有诸多优势，得到越来越广泛的应用。由于单节锂电池电压较低以及容量较小，在实际使用过程中通常将多个单体电芯进行串、并联组合以满足不同的电压及功率需求[1]。锂电池组因内部性能、使用环境以及循环次数的差异会造成其工作特性的不一致性，但是在串联电池组使用过程中，流过锂电池的电流完全相同，这样锂电池的不一致性在使用过程中会被不断放大。图1 所示为串联单体电池组在不均衡情况下充放电过程，由于其电量的不一致性，当在充电过程中任意一个单体电池充满时，整个电池组必须停止充电；同理，在放电过程中，只要有任意一个单体电池放完电后必须停止放电；这无疑限制了锂电池组整体性能。目前，单体锂电池的电量不一致性是锂电池组大规模应用面临的主要问题，一方面不仅会降低电池组使用容量，影响车辆的续航里程；另一方面严重时还会引发安全事故[2-4]。近年来，随着锂电池的广泛应用，需要对锂电池组进行电量均衡管理来提高其一致性，以达到提高整个电池组安全性和可靠性的目的[5-6]。锂电池均衡拓扑根据能量耗散情况不同分为被动均衡和主动均衡[7]。被动均衡典型拓扑为开关电阻分流均衡，该均衡拓扑具有结构简单、元器件少、可靠性高等优点，但需要增加精确的电压检测单元。……