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淺談叉車電池組的均衡技術

  叉車電池組中無論是傳統的鉛酸電池,還是新型鋰電池,性能的好壞不是單只的電芯的性能如何,而是更多取決于整體電池組的均衡表現。

  

  因此來說,對叉車電池組的管理就顯得尤為重要。對于我們都習以為常的傳統鉛酸電池,從誕生到現在,已經有近160年的發展歷程了,由于各方面的原因,通常都疏忽了對電池的管理,從而造成了鉛酸電池在實際應用中遠遠沒有達到設計的標準,早期損壞報廢現象十分嚴重,資源浪費驚人。對于現在正在快速發展的鋰電池,因為出于安全的原因,電池管理系統已經成為了標準配置,但是管理的重點主要還是偏重于安全性和數據的監測,缺乏對于整體電池組的均衡管理。

RB88公司多年從事電動叉車的工作經驗,以及近幾年來在廣泛的市場調研中,可以看到,絕大部分電池組的報廢,都是由于電池維護管理不足,個別電芯出故障,導致電池組性能嚴重下降,工作時間下降到無法忍受的地步,最后導致了電池系統性能過早衰減甚至損壞,直至報廢。其實,從電池的生產過程來看,正規的生產廠家都是用性能優良的電芯,經過嚴格的篩選配組而形成電池組,剛開始的電芯一致性是沒有問題的。但是,經過了一段時間的使用后,每一個電芯的性能都會出現正常的衰減和分化,電芯的一致性就有可能出現超出標準值的偏差。那么,整組電池組的性能就會出現比較大的衰減,這個時候,對于整體電池組的均衡管理就顯得尤為重要。

  

  所謂電池的均衡管理,是電池維護管理的關鍵,但不是維護管理的全部。電池的維護管理,應當是當電芯本身性能一致時,對電池工作時的電壓、電流、溫度等盡可能保持一致,但當電芯本身性能不一致時,就要適應性的調節。這樣,才能保障整組電池的性能,最理想的狀態就是讓所有的電芯做到同生共死。

  

  那么,如何做好電池的均衡管理呢?電池組的均衡管理包含了電壓均衡、電流均衡和溫度均衡。其中電池組的電壓均衡是最基本的,即指串聯電池組中單體電池的電壓均衡。同樣,并聯電池組中每一個單體電池電流的均衡,電池組中單體電芯性能過快衰減很大的原因,可能就是因為電流不一致,個別電芯工作在過倍率工況,導致性能過快衰減。再就是電池的溫度均衡。現在一般采用自然風冷,強制風冷,液冷等物理辦法解決。電芯的溫度是因為發熱不一致,散熱不一致造成的。

  

  目前串聯電池組電壓均衡的方法通俗的分為被動均衡和主動均衡。

  

  被動均衡,是利用電阻消耗高電壓電池能量的方式來實現電壓均衡,優點是電路簡單可靠、成本低,缺點是均衡電流較小,有能量損耗發熱。

  

  主動均衡,是采用變換器進行能量轉移的方式來實現均衡,一般是將串聯電池組中高電壓的電池能量轉移到其他電池使電壓降低,對低電壓電池,用其他電池進行能量補充。優點是均衡電流可以較大,能量損耗較小,但電路復雜,成本高,可靠性相對較低。

  

  以上只是僅僅簡單介紹了一下電池組均衡技術的大概,因為技術性太強,篇幅太大,我希望在合適的機會能邀請行業專家與大家交流更為詳細的技術細節和具體應用案列。不過,我認為,在我們中國叉車市場競爭日益激烈的大環境下,做任何產品,既要能為客戶提供實實在在的使用價值,也要考慮到經濟性。無論是電壓均衡、電流均衡、溫度均衡,管理的目的是為了保障安全,保障壽命,保障性能。相比較電池的成本,如果投入的成本和代價大于獲得的利益,這種技術就失去了實際的意義。目前有很多專注于新能源的企業都在積極從事電池組管理系統研發和生產,希望能對大家有所啟發。


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