什么样的充电方式最好？电动汽车电池组快速充电研究

随着全球气候的恶化，全人类都在讨论如何应对气候变化。节能减排和寻找新能源是减少环境破坏的重要途径。目前，全球汽车保有量已达10亿辆，汽车尾气是加剧环境恶化的重要因素。因此，许多企业都在开发无污染的电动汽车，而电动汽车的动力电池是其核心部分和重点研究方向。

目前，大多数电动汽车企业和研究机构都使用锂离子电池作为动力电池。锂离子电池有很多优点。与传统的镍镉、镍氢电池相比，锂离子电池体积小、重量轻、工作电压高、容量大。锂离子电池的能量密度非常高，其容量为1。是相同重量的镍金属氢化物电池的5-2倍，并且具有非常低的自放电速率。此外，锂离子电池几乎没有“记忆”。

大功率电动汽车中使用的锂离子电池组由几个串联的单个锂离子电池组成，以获得更高的输出电压。然而，锂离子电池组和使用中的单个锂离子电池之间有很大的区别。在电池组中，每一块锂离子电池的生产和制造都必须存在个体差异，在使用中老化程度也不同。如果在充电过程中不采取措施，这种差异将累积甚至扩大，这将大大降低整个电池组的性能或严重缩短其使用寿命。此外，由于电池组容量大，传统充电方式效率低、充电时间长，严重阻碍了电动汽车的推广。

因此，快速、有效、安全可靠的充电系统是电动汽车行业的关键技术。

1传统锂离子电池充电方式研究

不同的充电方式是影响单体锂离子电池性能和使用寿命的重要因素。适当的充电方式不仅可以最大限度地提高电池的容量，还可以延长电池的使用寿命。这种影响主要体现在三个方面：

（1） 电压的影响。一方面，在充电过程中应严格控制电池电压不超过充电极限电压，这称为过充电。多次轻微过充电会导致电池容量下降、电池变形，严重过充电会直接导致电池爆炸。另一方面，充电后，电池电压应尽可能接近满充电压力，否则电池容量将大大降低。

（2） 电流的影响。锂离子电池可接受的充电电流是有限的。如果充电电流高于这个上限，就会引起电池中电解质的析气反应，产生大量热量，使电池温度急剧上升。

（3） 温度的影响。如果锂离子电池的温度过高，会导致电池内部发生一系列反应，电池可能会爆炸。因此，有必要在充电过程中及时监测和控制电池温度。

选择合适的充电方式可以提高充电效率，延长使用寿命。锂离子电池的充电方法有很多，如恒流充电法、恒压充电法、恒流/恒压充电法，可变电流充电法、脉冲充电法和间歇充电法。

1.1恒压充电方式

恒压充电法是指在充电过程中用恒压对电池进行充电。在这个过程中，充电电流满足公式：I=（u–e）/r（其中：I是充电电流，u是充电电压，e是电池电压，r是充电回路电阻）。

在充电的初始阶段，电池电位较低，因此充电电流较大。随着充电过程的进行，电池电势逐渐增大，充电电流逐渐减小。恒压控制系统结构简单，充电电流接近可接受的充电电流，具有一定的适应性。然而，在充电的初始阶段，电流……

t大，可能会导致电池温度上升过快，给电池带来不利影响。

1.2恒流充电方式

恒流充电法是指在整个充电过程中使用恒流进行充电。锂离子电池的充电可接受电流随着充电时间呈指数级下降，而充电电流保持不变。如果充电电流较大，则在恒流充电的后期，充电电流可能超过可接受的电流，这可能导致电池电解质的析气反应。然而，如果充电电流太小，充电时间将延长，充电效率将降低。

以上两种方法都比较简单，但也有很多不足之处。恒压充电初始阶段的电流过大，而恒流充电后期的电流太大。因此，可以采用先恒流后恒压的充电方法来克服这两种方法在这两个阶段的缺点。

1.3恒流/恒压充电方式

这种方法将充电过程分为三个阶段，如图1所示。

（1） 预充电阶段。直流电源接通后，当检测到电池时，充电芯片启动并进入预充电过程。在此期间，充电控制器用小电流对电池充电，以将电池电压和温度恢复到正常状态。

（2） 恒流充电阶段。在充电的初始阶段，充电电路以恒定电流对锂离子电池进行充电。通常，大多数锂电池使用标准充电速率。当以恒定电流充电时，电池电压将缓慢上升。一旦电池电压达到设定的终止电压，恒流充电将终止并进入恒压充电过程。

（3） 恒压充电阶段。在恒压充电过程中，充电电流逐渐衰减。当监测到充电电流降至设定值以下，或Wally时间超时时，充电控制器转到顶部停止充电。此时，充电控制器用非常小的充电电流来补充电池。在正常情况下，这一过程可以使电池的使用寿命延长5%~10%。

在这种充电方法中，为了避免电流过大和电池温度过高，在恒流阶段，通常使用较小的充电电流进行充电，充电效率仍然不高。为了提高充电效率，可以使用可变电流充电方法。

[第页]

1.4变流器充电方式

锂离子电池的可接受充电电流随充电时间呈指数级下降。如果充电电流曲线高于可接受的充电电流曲线（图2中的曲线1），则电池电解液中将发生析气反应，这将影响电池寿命。

理想的充电过程是充电电流总是接近可接受的充电电流值。如图2所示，曲线2为可变电流充电电流曲线。如图2所示，在充电初期，充电电流较大，效率较高，克服了恒压/恒压充电初期充电电流较小的缺点。随着充电的继续，充电电流逐渐减小。因此，可以用分段恒流充电过程来代替原来的恒流充电阶段，以提高充电效率。

在可变电流充电阶段，通过检测电池状态来确定恒流充电的初始电流，同时检测电池状态。当电池状态达到恒流充电部分的终止标准时，该部分结束，调整电流值，并进入下一个部分。在电池状态达到设定标准之前，终止可变电流充电并进入恒压充电，以确保电池充满电。

可变电流充电法的主要难点是确定每个阶段恒流充电的电流值，并选择合适的参数作为判断每个阶段恒电流充电终止的依据。

在可变电流充电方法中，通过在初始阶段增加充电电流来达到快速充电的目的。然而，在fac中……

如果充电电流过高，电池将被极化，寿命将缩短。为了在保证效率的前提下尽可能减少极化反应，研究人员通过比较不同充电波形引起的极化，提出了间歇充电和脉冲充电的方法。

1.5间歇充电方法

间歇充电法是指在充电一段时间后增加一段间歇时间，以减少极化。在间歇阶段，析电解质反应产生的氢气和氧气有时间重新结合，可以有效减缓电池内的电压上升，消除欧姆极化，降低内阻，使电池在下一次充电过程中可以接受更多的电能。

[第页]

1.6脉冲充电方法

在脉冲充电过程中，在充电电流接近电池的可接受充电电流的基础上，用脉冲电流对电池充电，充电电流是间歇性的，并且充电状态和暂停状态彼此交替。脉冲充电方式有两种：正脉冲充电和正负脉冲充电。在正脉冲充电方法中，电解质中的离子在正脉冲的空闲时间内自由扩散，这减少了极化的增强。在正负脉冲充电模式下，在正脉冲的空闲时间加入负脉冲，电解液中的离子通过反向力向相反方向移动，有效抑制了极化现象。

2本文采用的收费方式

通过比较上述传统充电方式的特点，可以看出每种充电方式都有其优缺点。电动汽车的电池组对充电过程要求很高，不仅需要安全充电，尽可能延长电池的使用寿命，还需要满足快速充电的特点。必须实现这些指标，如快速、高效、安全和使用寿命长。本文结合各种充电方式的优点，对传统的充电方式进行了一些修改和改进，提出了一种限压变换器脉冲充电方式。

电压限制和可变电流脉冲充电方法的特点是将恒流/恒压充电模式的恒流充电阶段变为可变电流脉冲放电。在这个阶段，电流符合可变电流充电的特性，并且初始电流较大，从而尽可能接近充电可接受的电流，以确保电池能够获得足够的电流。同时，采用脉冲充电电流，有效抑制极化效应，减缓电池内部压力上升，降低内阻。在后期阶段，采用恒压充电模式来获得过充电。

3研究电池组均衡充电的意义

用于电动汽车的锂离子电池串联连接以获得高输出电压。由于每个单体电池在生产、制造和使用过程中的电池特性不可避免地不同，造成这种差异的原因如下：在生产过程中，由于加工技术等原因，同一批电池的容量和内阻可能不同；在使用过程中，由于温度差异，电池不平衡；

不同电池的放电条件不同，会长期积累，导致电池状态不平衡。长期使用必然会导致每个电池的容量、内阻、端电压等参数不平衡，从而影响整个电池组的实际容量，缩短使用寿命，造成浪费，增加成本。

与其他电池相比，锂离子电池几乎没有过充电电阻。当电池充满电时，如果继续充电，电池的电压将继续升高。如果电压过高，锂离子会聚集在负极，锂金属会分离出来，这会使电池的存储容量损失，并且这个过程是不可逆的。同时，电解液将进行电解，氢气和氧气将被分离出来。随着大量热量的产生，电池的温度会逐渐升高。氢气和氧气可能会爆炸。因此，锂电池一定不能过度充电，否则会对电池造成致命的损坏或引发安全事故。实验数据证明，过充电会严重减少电池的充电循环次数。

因此，在对串联电池组充电时，每个单个电池的性能不能通过过充电来平衡。如果大容量的电池充满电，必然会导致小容量的电池过度充电，损坏电池。如果小容量的电池充满电，那么大容量的电池必然会充电不足，这两种方法都无法达到平衡状态。同样，在放电过程中，如果大容量的电池是基于放电结束的，则不可避免地会导致小容量电池的过放电，而如果大容量电池是基于充电结束的，那么大部分电量将保留下来，无法充分利用。电动汽车的电池组需要频繁的充放电，随着充放电次数的增加，会形成恶性循环。

为了解决上述问题，有必要在充电过程中通过某种方法使电池组的所有电池充满电，从而达到平衡状态并实现平衡控制。

电池组4的充电均衡控制研究

目前，平衡控制的方法主要根据能耗分为能量耗散、能量转换和能量转移。

能量耗散是指对电池组中电压较高的电池进行放电，以达到平衡。常用的方法是电流分流法。分流方法是将分流电阻器并联到每个电池上，并通过开关对其进行控制。在充电过程中，当电池的电压高时，其分流开关闭合，电池被分流。这种方法简单易实现，但分流电阻器总是在损耗功率，并且能量效率低。此外，所产生的热量相对较大。电动汽车需要考虑能源效率问题，否则无法大规模推广。显然，这种平衡方法不适用。能量转换主要有两种类型，一种是将电池组的整体电压补充到饥饿的单个电池，另一种是从单个电压转换为整体电压。常用的方法是线圈能量转换，它使用变压器将能量补充到饥饿的电池中。有三种结构：交换、共享和独立。充电电流通过线圈能量转换方法来平衡，充电速度非常快。然而，当大量电池串联充电时，其缺点就凸显出来了。此时，需要大量的变压器，磁场损耗大，平衡设备体积大，效率低。因此，这种方法不适合为电动汽车的电池组充电。

能量传递类型使用诸如电容器或电感器之类的能量存储元件来传递能量。在充电过程中，电池组中低容量电池的端子电压会高于其他电池。此时，低容量的电池将为高容量的电池充电。电容法和电感法是常用的方法。

随着全球气候的恶化，全人类都在讨论如何应对气候变化。节能和电磁干扰……

离子还原和寻找新能源是减少环境破坏的重要途径。目前，全球汽车保有量已达10亿辆，汽车尾气是加剧环境恶化的重要因素。因此，许多企业都在开发无污染的电动汽车，而电动汽车的动力电池是其核心部分和重点研究方向。

目前，大多数电动汽车企业和研究机构都使用锂离子电池作为动力电池。锂离子电池有很多优点。与传统的镍镉、镍氢电池相比，锂离子电池体积小、重量轻、工作电压高、容量大。锂离子电池的能量密度非常高，其容量为1。是相同重量的镍金属氢化物电池的5-2倍，并且具有非常低的自放电速率。此外，锂离子电池几乎没有“记忆”。

大功率电动汽车中使用的锂离子电池组由几个串联的单个锂离子电池组成，以获得更高的输出电压。然而，锂离子电池组和使用中的单个锂离子电池之间有很大的区别。在电池组中，每一块锂离子电池的生产和制造都必须存在个体差异，在使用中老化程度也不同。如果在充电过程中不采取措施，这种差异将累积甚至扩大，这将大大降低整个电池组的性能或严重缩短其使用寿命。此外，由于电池组容量大，传统充电方式效率低、充电时间长，严重阻碍了电动汽车的推广。

因此，快速、有效、安全可靠的充电系统是电动汽车行业的关键技术。

1传统锂离子电池充电方式研究

不同的充电方式是影响单体锂离子电池性能和使用寿命的重要因素。适当的充电方式不仅可以最大限度地提高电池的容量，还可以延长电池的使用寿命。这种影响主要体现在三个方面：

（1） 电压的影响。一方面，在充电过程中应严格控制电池电压不超过充电极限电压，这称为过充电。多次轻微过充电会导致电池容量下降、电池变形，严重过充电会直接导致电池爆炸。另一方面，充电后，电池电压应尽可能接近满充电压力，否则电池容量将大大降低。

（2） 电流的影响。锂离子电池可接受的充电电流是有限的。如果充电电流高于这个上限，就会引起电池中电解质的析气反应，产生大量热量，使电池温度急剧上升。

（3） 温度的影响。如果锂离子电池的温度过高，会导致电池内部发生一系列反应，电池可能会爆炸。因此，有必要在充电过程中及时监测和控制电池温度。

选择合适的充电方式可以提高充电效率，延长使用寿命。锂离子电池的充电方法有很多，如恒流充电法、恒压充电法、恒流/恒压充电法，可变电流充电法、脉冲充电法和间歇充电法。

1.1恒压充电方式

恒压充电法是指在充电过程中用恒压对电池进行充电。在这个过程中，充电电流满足公式：I=（u–e）/r（其中：I是充电电流，u是充电电压，e是电池电压，r是充电回路电阻）。

在充电的初始阶段，电池电位较低，因此充电电流较大。随着充电过程的进行，电池电势逐渐增大，充电电流逐渐减小。恒压控制系统结构简单，充电电流接近可接受的充电电流，具有一定的适应性。但在充电初期，电流较大，可能会导致电池温度上升过快，给电池带来不利影响。

1.2恒流充电方式

恒流充电法是指……

o在整个充电过程中使用恒定电流充电。锂离子电池的充电可接受电流随着充电时间呈指数级下降，而充电电流保持不变。如果充电电流较大，则在恒流充电的后期，充电电流可能超过可接受的电流，这可能导致电池电解质的析气反应。然而，如果充电电流太小，充电时间将延长，充电效率将降低。

以上两种方法都比较简单，但也有很多不足之处。恒压充电初始阶段的电流过大，而恒流充电后期的电流太大。因此，可以采用先恒流后恒压的充电方法来克服这两种方法在这两个阶段的缺点。

1.3恒流/恒压充电方式

这种方法将充电过程分为三个阶段，如图1所示。

（1） 预充电阶段。直流电源接通后，当检测到电池时，充电芯片启动并进入预充电过程。在此期间，充电控制器用小电流对电池充电，以将电池电压和温度恢复到正常状态。

（2） 恒流充电阶段。在充电的初始阶段，充电电路以恒定电流对锂离子电池进行充电。通常，大多数锂电池使用标准充电速率。当以恒定电流充电时，电池电压将缓慢上升。一旦电池电压达到设定的终止电压，恒流充电将终止并进入恒压充电过程。

（3） 恒压充电阶段。在恒压充电过程中，充电电流逐渐衰减。当监测到充电电流降至设定值以下，或Wally时间超时时，充电控制器转到顶部停止充电。此时，充电控制器用非常小的充电电流来补充电池。在正常情况下，这一过程可以使电池的使用寿命延长5%~10%。

在这种充电方法中，为了避免电流过大和电池温度过高，在恒流阶段，通常使用较小的充电电流进行充电，充电效率仍然不高。为了提高充电效率，可以使用可变电流充电方法。

[第页]

1.4变流器充电方式

锂离子电池的可接受充电电流随充电时间呈指数级下降。如果充电电流曲线高于可接受的充电电流曲线（图2中的曲线1），则电池电解液中将发生析气反应，这将影响电池寿命。

理想的充电过程是充电电流总是接近可接受的充电电流值。如图2所示，曲线2为可变电流充电电流曲线。如图2所示，在充电初期，充电电流较大，效率较高，克服了恒压/恒压充电初期充电电流较小的缺点。随着充电的继续，充电电流逐渐减小。因此，可以用分段恒流充电过程来代替原来的恒流充电阶段，以提高充电效率。

在可变电流充电阶段，通过检测电池状态来确定恒流充电的初始电流，同时检测电池状态。当电池状态达到恒流充电部分的终止标准时，该部分结束，调整电流值，并进入下一个部分。在电池状态达到设定标准之前，终止可变电流充电并进入恒压充电，以确保电池充满电。

可变电流充电法的主要难点是确定每个阶段恒流充电的电流值，并选择合适的参数作为判断每个阶段恒电流充电终止的依据。

在可变电流充电方法中，通过在初始阶段增加充电电流来达到快速充电的目的。然而，事实上，如果充电电流过高，电池会极化，寿命会缩短。为了在保证ef的前提下尽可能减少极化反应……

通过比较不同充电波形引起的极化，研究人员提出了间歇充电和脉冲充电的方法。

1.5间歇充电方法

间歇充电法是指在充电一段时间后增加一段间歇时间，以减少极化。在间歇阶段，析电解质反应产生的氢气和氧气有时间重新结合，可以有效减缓电池内的电压上升，消除欧姆极化，降低内阻，使电池在下一次充电过程中可以接受更多的电能。

[第页]

1.6脉冲充电方法

在脉冲充电过程中，在充电电流接近电池的可接受充电电流的基础上，用脉冲电流对电池充电，充电电流是间歇性的，并且充电状态和暂停状态彼此交替。脉冲充电方式有两种：正脉冲充电和正负脉冲充电。在正脉冲充电方法中，电解质中的离子在正脉冲的空闲时间内自由扩散，这减少了极化的增强。在正负脉冲充电模式下，在正脉冲的空闲时间加入负脉冲，电解液中的离子通过反向力向相反方向移动，有效抑制了极化现象。

2本文采用的收费方式

通过比较上述传统充电方式的特点，可以看出每种充电方式都有其优缺点。电动汽车的电池组对充电过程要求很高，不仅需要安全充电，尽可能延长电池的使用寿命，还需要满足快速充电的特点。必须实现这些指标，如快速、高效、安全和使用寿命长。本文结合各种充电方式的优点，对传统的充电方式进行了一些修改和改进，提出了一种限压变换器脉冲充电方式。

电压限制和可变电流脉冲充电方法的特点是将恒流/恒压充电模式的恒流充电阶段变为可变电流脉冲放电。在这个阶段，电流符合可变电流充电的特性，并且初始电流较大，从而尽可能接近充电可接受的电流，以确保电池能够获得足够的电流。同时，采用脉冲充电电流，有效抑制极化效应，减缓电池内部压力上升，降低内阻。在后期阶段，采用恒压充电模式来获得过充电。

3研究电池组均衡充电的意义

用于电动汽车的锂离子电池串联连接以获得高输出电压。由于每个单体电池在生产、制造和使用过程中的电池特性不可避免地不同，造成这种差异的原因如下：在生产过程中，由于加工技术等原因，同一批电池的容量和内阻可能不同；在使用过程中，由于温度差异，电池不平衡；

不同电池的放电条件不同，会长期积累，导致电池状态不平衡。长期使用必然会导致每个电池的容量、内阻、端电压等参数不平衡，从而影响整个电池组的实际容量，缩短使用寿命，造成浪费，增加成本。

与其他电池相比，锂离子电池几乎没有过充电电阻。当电池充满电时，如果继续充电，电池的电压将继续升高。如果电压过高，锂离子会聚集在负极，锂金属会分离出来，这会使电池的存储容量损失，并且这个过程是不可逆的。同时，电解液将进行电解，氢气和氧气将被分离出来。随着大量热量的产生，电池的温度会逐渐升高。氢气和氧气可能会爆炸。因此，锂电池一定不能过度充电，否则会对电池造成致命的损坏或引发安全事故。实验数据证明，过充电会严重减少电池的充电循环次数。

因此，在对串联电池组充电时，每个单个电池的性能不能通过过充电来平衡。如果大容量的电池充满电，必然会导致小容量的电池过度充电，损坏电池。如果小容量的电池充满电，那么大容量的电池必然会充电不足，这两种方法都无法达到平衡状态。同样，在放电过程中，如果大容量的电池是基于放电结束的，则不可避免地会导致小容量电池的过放电，而如果大容量电池是基于充电结束的，那么大部分电量将保留下来，无法充分利用。电动汽车的电池组需要频繁的充放电，随着充放电次数的增加，会形成恶性循环。

为了解决上述问题，有必要在充电过程中通过某种方法使电池组的所有电池充满电，从而达到平衡状态并实现平衡控制。

电池组4的充电均衡控制研究

目前，平衡控制的方法主要根据能耗分为能量耗散、能量转换和能量转移。

能量耗散是指对电池组中电压较高的电池进行放电，以达到平衡。常用的方法是电流分流法。分流方法是将分流电阻器并联到每个电池上，并通过开关对其进行控制。在充电过程中，当电池的电压高时，其分流开关闭合，电池被分流。这种方法简单易实现，但分流电阻器总是在损耗功率，并且能量效率低。此外，所产生的热量相对较大。电动汽车需要考虑能源效率问题，否则无法大规模推广。显然，这种平衡方法不适用。能量转换主要有两种类型，一种是将电池组的整体电压补充到饥饿的单个电池，另一种是从单个电压转换为整体电压。常用的方法是线圈能量转换，它使用变压器将能量补充到饥饿的电池中。有三种结构：交换、共享和独立。充电电流通过线圈能量转换方法来平衡，充电速度非常快。然而，当大量电池串联充电时，其缺点就凸显出来了。此时，需要大量的变压器，磁场损耗大，平衡设备体积大，效率低。因此，这种方法不适合为电动汽车的电池组充电。

能量传递类型使用诸如电容器或电感器之类的能量存储元件来传递能量。在充电过程中，电池组中低容量电池的端子电压会高于其他电池。此时，低容量的电池将为高容量的电池充电。电容法和电感法是常用的方法。电容均衡电路通过单片机控制开关的切换。首先，电压最高的电池给电容器充电，充电后再切换开关，c……

acitor用低电压给电池充电，这个过程重复多次。这种均衡电路具有结构简单、体积小的优点，但缺点是需要大量的电力电子开关器件，损耗高、时间长，因此不适合为电动汽车的电池组充电。

电感式相邻均衡电路的原理是，每个电池与一个电感器并联，检测并比较两个相邻电池B1和B2的电压。如果B1的电压较高，MCU控制PWM输出信号的占空比以控制开关器件，使得B1的能量被存储在电感器中，并且公共电容器被充电，然后能量被传输到B2。另一方面，如果B2的电压高，则PWM输出的占空比改变，使得能量从B2流向B1。这种均衡电路具有效率高、速度快、体积小的特点，但控制算法复杂。

通过比较上述均衡方法的特点，本文认为电感均衡电路更适合于电动汽车电池的充电均衡。电动汽车电池具有大规模串联的特点。因此，本文在电感相邻均衡电路的基础上，设计了大型串联电池的电感均衡控制电路（如图3所示），以实现电池组中电池之间的功率传输，达到均衡的目的。

在系统中，电池组中每个电池的状态信息被及时检测并发送到MCU。通过算法处理，控制PWM的输出，驱动开关器件导通和关断。当电池的电压高时，相应的开关器件接通，电池将能量存储在相应的电感器中。当开关断开时，能量转移到下游电池，多余的能量转移到公共电容器并反馈到充电电路。

锂离子电池组充电电路的设计

在上述研究的基础上，本文设计了一种基于电压限制和转换器脉冲充电方法的具有均衡功能的充电系统。系统由单片机控制，对电池的电压、电流、温度等参数进行采样并发送给单片机，通过一定的算法控制PWM输出信号的占空比、脉冲充电电流和均衡电路的开关器件，实现均衡充电。系统结构如下。

6摘要

本文在研究多种传统充电方式和多种充电方式优点的基础上，提出了一种限压换流脉冲充电方式，使实际充电电流接近充电可接受电流，缩短充电时间，有效防止极化。同时，它可以快速、高效、安全地处理电池组中单个电池的不平衡状态问题，并研究平衡控制，使电池组中的功率相互转移，以确保电池在充电结束时达到平衡状态，并在此基础上进行设计。电容均衡电路通过单片机控制开关的切换。首先，电压最高的电池给电容器充电，然后在充电后切换开关，电容器用低电压给电池充电，这个过程重复多次。这种均衡电路具有结构简单、体积小的优点，但缺点是需要大量的电力电子开关器件，损耗高、时间长，因此不适合为电动汽车的电池组充电。

电感式相邻均衡电路的原理是，每个电池与一个电感器并联，检测并比较两个相邻电池B1和B2的电压。如果B1的电压较高，MCU控制PWM输出信号的占空比以控制开关器件，使得B1的能量被存储在电感器中，并且公共电容器被充电，然后能量被传输到B2。另一方面，如果B2的电压高，则PWM输出的占空比改变，使得能量从B2流向B1。这种均衡电路具有效率高、速度快、体积小的特点，但控制算法复杂。

通过比较上述均衡方法的特点，本文认为归纳均衡……

离子电路更适合于电动汽车电池的充电均衡。电动汽车电池具有大规模串联的特点。因此，本文在电感相邻均衡电路的基础上，设计了大型串联电池的电感均衡控制电路（如图3所示），以实现电池组中电池之间的功率传输，达到均衡的目的。

在系统中，电池组中每个电池的状态信息被及时检测并发送到MCU。通过算法处理，控制PWM的输出，驱动开关器件导通和关断。当电池的电压高时，相应的开关器件接通，电池将能量存储在相应的电感器中。当开关断开时，能量转移到下游电池，多余的能量转移到公共电容器并反馈到充电电路。

锂离子电池组充电电路的设计

在上述研究的基础上，本文设计了一种基于电压限制和转换器脉冲充电方法的具有均衡功能的充电系统。系统由单片机控制，对电池的电压、电流、温度等参数进行采样并发送给单片机，通过一定的算法控制PWM输出信号的占空比、脉冲充电电流和均衡电路的开关器件，实现均衡充电。系统结构如下。

6摘要

本文在研究多种传统充电方式和多种充电方式优点的基础上，提出了一种限压换流脉冲充电方式，使实际充电电流接近充电可接受电流，缩短充电时间，有效防止极化。同时，它可以快速、高效、安全地处理电池组中单个电池的不平衡状态问题，并研究平衡控制，使电池组中的功率相互转移，以确保电池在充电结束时达到平衡状态，并在此基础上进行设计。

标签：

汽车资讯热门资讯