电动汽车用锂离子动力电池电感主动均衡系统
式中,C。为高频滤波电容.
在均衡过程中,需要限制充电电压的纹波,一般要求电压纹波△U小于10mV.将各个参数代人式(10)可得
为了进一步提高电压稳定性,电容C,可适当放大.若所设计出的稳压滤波电容值过大,则应重新设置最大均衡电流值,并迭代计算电容.
2.5电感并联电阻的选择
由于在电感放电过程中,L。与C。构成了I。C串联振荡电路,电池2的电压也随着振荡,为了消除振荡引起的不利影响,在电感两端并联一小电阻,如图l中的R。和R。构建阻尼环节.该电阻值对整个系统的工作效率有较大影响,若设置过小,虽然可以加快振荡衰减过程,但同时在电感充放电过程中消耗过多能量;若设置过大,虽然可以保证电感充放电的能量利用率,却不能实现阻尼作用.通过仿真获取兼顾两者的平衡点.
对所设计的系统选择电感两端并联2kQ电阻后进行仿真,如图4.均衡电流在整个过程中保持稳定,在每次电感放电结束后电流都能迅速衰减到零.在均衡过程中,流过2M2电阻的电流最大值为3mA,只占整个均衡电流的0.25Yo,均衡能量损失很小,对均衡效率影响不明显.
2.6MOSFET管和二极管的选择
开关器件MOS管的选择可从漏源极击穿电压、持续漏极电流、开关延时和导通电阻等方面来考察.均衡电路中的电压需求为2节单体最大电压之和,即电压等级应该在10V以上;考虑到均衡电流尖峰可能较大及以后增大均衡电流的可能性,电流等级应该在10A以上;开关延时表征开关是否迅速开关,其值越小开关越迅速,功耗越小,发热越小,故应该选择开关延时较小的MOS管;为了减少回路中的功率损耗及防止M()S管发热,应该选择导通内阻比较小的MOS管.
而就构成电感放电回路的二极管而言,应具备如下特性:导通阻抗小,减小电能消耗,同时降低系统温升;导通压降小,使电感电能尽可能多地释放给电池;响应速度快等.