锂动力电池基于分流电阻的均衡充电电路特性

最简单的均衡电路就是负载消耗型均衡，也就是在每节锂动力电池上并联一个电阻，串联一个开关做控制，当某节锂动力电池电压过高时，打开开关，充电电流通过电阻分流，这样电压高的锂动力电池充电电流小，电压低的锂动力电池充电电流大，通过这种方式来实现锂动力电池电压的均衡，但这种方式只能适用于小容量锂动力电池，对于大容量锂动力电池来说是不现实的。

  在锂动力电池电芯两端并联电阻，让电阻消耗掉部分锂动力电池能量，并联电阻有两种形式，一种是固定连接，电阻长期并联在锂动力电池两端，锂动力电池电芯电压高时，通过电阻的电流大，消耗的电量多，锂动力电池电压低时，电阻消耗电量小。通过电阻这种压敏特性，实现锂动力电池端电压的均衡。这是个理论上可行的方法，实际很少使用。

另一种并联电阻方法是通过开关回路将电阻并联在电芯两端。开关由管理系统信号触发，当系统判断哪个电芯电压或者SOC高时，连接其并联电阻，消耗其能量。

  基于分流电阻均衡充电原理如图1所示，即每个锂动力电池单体上都并联一个分流电阻，从图1所示电路中可以看出，电阻上的分流电流必须远大于锂动力电池的自放电电流，才能达到均衡充电的效果。一般锂动力电池的自放电电流为C/20000左右，所以流过分流电阻上的电流取C/200是比较合适的。另外，每个分流电阻的偏差也是影响均衡效果的重要因素。经过一定次数的充放电循环后，锂动力电池单体的偏差可以用下面的公式确定：

  V_C=R×I＋2×V_D×K

式中：V_C为锂动力电池电压偏差；R为分流电阻；I为锂动力电池自放电电流；V_D为锂动力电池单体电压；K为电阻偏差。

若分流电阻取20Ω±0.05%，则锂动力电池电压偏差能够控制在50mV范围内。每个电阻的平均功率为0.72W，但是无论锂动力电池充电过程还是放电过程，分流电阻始终消耗功率。

  增加了通断开关的基于分流电阻均衡充电原理如图2所示，通断分流电阻均衡充电与电阻分流均衡充电的区别就是增加了一个通断开关，这个开关的控制可以由控制系统软件来实现，也可以通过简单的逻辑电路来实现。采用这种控制方式的均衡电路只在锂动力电池充电的恒压充电段工作，其他时间通断开关始终断开，这样在锂动力电池组放电时，分流电阻不消能量。但这种电路的主要缺点是通断开关的故障率较高，需采用冗余手段。