Analyse: Lithiumbatterie-Ausgleichsschaltung basierend auf TL431

Nickel-Metallhydrid-Batterien sind Alkalibatterien. Aufgrund der relativ niedrigen Spannung der Zellen und des "Memory-Effekts" ist eine regelmäßige Entladung in großem Maßstab erforderlich, was die Aufgabe des Energieverwaltungssystems erheblich erschwert. Zweitens hat es auch den Nachteil einer hohen Selbstentladungsrate (10% bis 15%).

Im Vergleich zu anderen Batterien weisen lithium-ionen-batterien eine hohe Leistungsdichte (800 W / kg), eine hohe Einzelzellenspannung (durchschnittliche Spannung von 3,6 V), keine Umweltverschmutzung und eine niedrige Selbstentladungsrate (etwa 3% bis 5) auf %). Der "Memory-Effekt" und andere Eigenschaften sind eine ideale Leistungsbatterie, daher wird sie häufig in Mobilgeräten, Hybridfahrzeugen, Notstromversorgungen in Einmisch- und Niederspannungsschaltanlagen sowie Raumfahrt-energiespeichern verwendet.

1. Defekte bestehender Lithiumbatterie-Schutzschaltungen in China

Die durchschnittliche Spannung der Lithiumbatteriezelle beträgt nur 3,6 V, und der Entladestrom stellt auch bestimmte Anforderungen. Um die Strom- und Spannungspegel des Systems zu verbessern, wird in einigen Leistungsanwendungen im Allgemeinen ein Lithiumbatteriesatz mit großem Strom und großer Spannung parallel als Energiesystem verwendet. Da die Lithiumbatterie sehr spannungsempfindlich ist, benötigt die Batterie bei Verwendung im Allgemeinen eine bestimmte Schutzschaltung.

2, verbessertes Prinzip der Lithiumbatterieschutzschaltung

Die Entzerrungsschaltung bezieht sich auf die künstlich hinzugefügte Hardwareschaltung, die die Konsistenz zwischen der oberen Grenzspannung des gesamten Batteriepacks oder der unteren Grenzspannung der Zelle aufrechterhalten kann, wodurch die obere Grenzladespannung und die untere Grenzentladespannung von wirksam geschützt werden Reduzieren Sie die Auswirkungen der Batterie auf das System grundlegend, um eine verbesserte Batterieleistung und eine längere Batterielebensdauer zu erzielen. Es enthält zwei Schaltkreise, den oberen und den unteren Ausgleich.

In diesem Dokument wurden zwei Stromversorgungssysteme für Hybridfahrzeuge entwickelt: 3-saitiges Lithiumbatterieschutzsystem (maximale Spannung 12,75 V, durchschnittliche Entladespannung 10,8 V) und 10-saitiges Lithiumbatterieschutzsystem (maximale Spannung 42,5 V, durchschnittliche Entladespannung) beträgt 36 V), der Entladestrom beträgt 10 A bzw. 40 A. Das Systemprinzip ist in Abbildung 1 dargestellt. Die oberen und unteren Ausgleichskreise werden zur Grundschutzschaltung hinzugefügt (Überspannung / Unterspannung / Übertemperatur / Überstrom / Kurzschlussschutz).

Lithiumbatterie-Ausgleichsschaltung basierend auf TL431

Abbildung 1 verbesserte Schutzschaltung

2.1, TL431-Ausgleichsschaltung

In diesem Artikel ist die obere Entzerrungsschaltung basierend auf ihrem charakteristischen Design in Abbildung 2 dargestellt. Passen Sie die Widerstandswerte von R1, R2 und R3 an. Wenn die Versorgungsspannung einen bestimmten eingestellten Wert überschreitet, schalten Sie den TL431 ein und reduzieren Sie die Spannung der Batterie über den Leistungswiderstand R *, um sie auf einen festen Punkt (Entzerrungspunkt) zu reduzieren. Durch die experimentellen Ergebnisse der Ausgleichsschaltung für Haushaltselektrofahrzeuge und Elektromotorräder ergeben sich bei einem Gleichgewichtspunkt von 4,20 V folgende Widerstandswerte: R1 = 68k! , R2 = 100k! , R3 = 4,3 k! .

Lithiumbatterie-Ausgleichsschaltung basierend auf TL431

Abbildung 2: Ausgleichsdiagramm auf TL431

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