锂电池组并联均衡的充电方法分享

jupitars · 发表于 2021-6-10 09:06:40

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[paragraph]锂电池组由多只单体锂电池串联而成，由于单体的差异性，串联充电时端电压上升不一致会出现部分单体过充，部分单体充电不足的问题。理想的状态是每个电池电压在充电过程中同步上升，完全一致，接近充满时充电器转灯，充电停止。锂电池组定期做好均衡基本可以达到这种理想状态，这是不喜欢锂电保护板的人追求的效果。锂电池保护板本身不一定可靠，保护板损坏锂电池的例子不少见。本人试验的并联手动均衡方法，电路简单可靠，效果良好，具有实用价值。基本原理是均衡充电时所有电池并联，常规充电和用电时串联。均衡充电时所有电池并联电压相等，实现了各个电池的强制均衡。
1.二极管隔离并联充电均衡法

见电路图1，以6只单体电池串联为例，断开开关S1—S5再接充电电源。二极管选用1N5401—5408，3A额定电流下实测二极管正向压降为0.8V，正向压降0.7V时流过二极管的电流很小。磷酸铁锂电池，最高充电电压3.65V，实际考虑到延长电池寿命最高充电电压定为3.5V，充电电压=3.5+0.7+0.7=4.9V加上线路压降选用5V电源很合适。三元、聚合物类锂电池最高充电电压4.25V，充电电压=4.1+0.7+0.7=5.5V合适，两种情况下电池都能在接近充满时自停。充电过程中各个单体电池虽然被二极管隔离，但不影响电池的均衡，因为单体电压高的充电电流小，电压低的充电电流大。断开均衡充电电源，合上开关S1—S5电池串联放电。锂电池组在负载电流不大的情况下，S1—S5选用开关可行。大电流放电场合用压接件代替开关体积小、接触电阻小、接线短、成本低，只是拧紧和松开螺丝比拨动开关费时间。这种均衡依据电池使用情况一个月至三个月做一次，总体来说不麻烦。

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2.直接并联充电均衡法
如电路图2所示，取消了隔离二极管。磷酸铁锂电池充电电压选用3.5-3.6V，三元、聚合物电池选用4.1-4.2V。红色鳄鱼夹引线都焊接在一起接充电电源正极；黑色鳄鱼夹引线都焊接在一起接充电电源负极。均衡充电时先断开S1—S5，红色鳄鱼夹分别夹住各单体电池的正极；黑色鳄鱼夹分别夹住单体电池的负极，所有电池实现了并联。电路图2中用插件图P1-P12代表鳄鱼夹连接，用接插件代替鳄鱼夹效果相同。这种接法的好处是没有二极管发热损耗，即使不接充电电源电池自己就能一定程度的均衡，电压高的电池会向电压低的电池放电，强制均衡。

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两种均衡充电电压都是按照充满自停无需监管的方式设定的，如果需要短时间、大电流、快速均衡且能保证监管的情况下可以提高充电电压。第二种方法没有二极管发热的顾虑可以用很大的充电电流节省均衡时间，用普通的低压大电流整流电源就行，无需稳压。均衡良好的电池组平时用普通充电器充电，宜适当降低充电器输出电压以便转灯，不用保护板也不担心过充。建议铁锂电池充电电压按3.5V乘以串数，三元电池按4.1V乘以串数调整。两种均衡方法虽然原理简单、操作笨拙但真实有效可靠，目前没有任何带均衡的锂电池保护板能达到快速高效率的均衡，即使有价格不菲也玩不起，有兴趣的朋友不妨如此折腾。