用于串联连接电池的有源平衡解决方案

时间:2013-07-12来源:网络

典型的电池平衡拓扑

100% 高效率平衡 (30% 至 70% SoC 限制)

典型的电池平衡拓扑

可用电池组容量:700A-hr – 300A-hr = 400A-hr

(这是理论上最大容量 400A-hr 的 100%)

图 3:用理想有源平衡实现容量恢复

高效率双向平衡提供最强的容量恢复能力

LTC3300 (参见图 4) 是一个新产品,专门为满足高性能有源平衡的需求而设计。LTC3300 是一款高效率、双向有源平衡控制 IC,是高性能 BMS的关键组件。每个 IC 都能同时平衡多达 6 节串联连接的锂离子 (Li-Ion) 或磷酸铁锂 (LiFePO4) 电池。

典型的电池平衡拓扑

图 4:LTC3300 高效率双向多节电池有源平衡器

TRANSFER TO / FROM 12 ADJACENT CELLS:转移至 / 自 12 节相邻电池

“OFF-THE-SHELF” TRANSFORMERS:现成有售的变压器

BIDIRECTIONAL SYNCHRONOUS FLYBACK:双向同步反激式

CHARGE SUPPLY:充电电源

CHARGE RETURN:电荷返回

NEXT CELL ABOVE:上方相邻电池

NEXT CELL BELOW:下方相邻电池

SERIAL DATA OUT TO LTC3300-1 ABOVE:串行数据输出至上方的 LTC3300-1

STACKABLE SERIAL INTERFACE:可叠置串行接口

BALANCE 6 CELLS PER IC:每个 IC 平衡 6 节电池

NUMBEROUS SAFETY FEATURES:众多安全功能

SERIAL DATA IN FROM LTC3300-1 BELOW:来自下方 LTC3300-1 的串行数据输入

SoC 平衡通过在一节选定的电池和一个由多达 12 节或更多节相邻电池构成的子电池组之间重新分配电荷来实现。平衡决策和平衡算法必须由单独的监视器件以及控制 LTC3300 的系统处理器来应对。电荷从一个指定电池重新分配给由 12 节或更多相邻电池组成的电池组,以给该电池放电。类似地,从 12 节或更多相邻电池组成的电池组将电荷转移给一个指定的电池,以给该电池充电。所有平衡器可能同时在任一方向上工作,以最大限度地缩短电池组的平衡时间。所有平衡控制命令都通过一个可叠置和噪声裕度很大的串行 SPI 接口提供给每个 IC,对电池组的高度没有限制。

LTC3300 中的每个平衡器都采用非隔离式、边界模式同步反激式电源级,以实现对每一节电池的高效率充电和放电 (参见图 5)。6 个平衡器中的每一个都需要自己的变压器。每个变压器的“主”端跨接在接受平衡的电池上,“副”端跨接在 12 节或更多相邻电池上,包括接受平衡的电池。副端上电池的数量仅受外部组件击穿电压的限制。在相应的外部开关和变压器调节范围内,电池的充电和放电电流可由外部检测电阻器设定为高达 10 安培以上的值。通过主端和副端组件进行的排序和 IPEAK / IZERO 电流检测取决于平衡器是否启动以给电池充电或放电。高效率是通过同步工作以及组件的恰当选择实现的。每个平衡器都是通过 BMS 的系统处理器启动的,而且平衡器将保持启动状态,直至 BMS发出停止的命令,或指示检测到故障。

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关键词: 充电电池 电池

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