設(shè)計高電壓電池組的簡單方法

　　不止是電池芯的電壓和電池組的電流，電池的溫度也需要進行監(jiān)測。大多數(shù)電池芯生產(chǎn)商都會提供充電和放電時的上限和下限溫度。在組裝得很密的電池中，中心區(qū)域的電池芯和靠外側(cè)電池芯在充電和放電階段循環(huán)時的溫度可能相差15℃以上。由于電池芯的數(shù)量多，組裝得又很密，電池在經(jīng)過一段時間的深度放電以后，需要幾個小時的時間才能使電池的各個部分達到安全充電所需的相同溫度。下圖顯示了在25℃環(huán)境下經(jīng)過深度放電后，10S2P電池內(nèi)各個電池芯的溫度。最中心電池芯的溫度要比外側(cè)電池芯的溫度大約高11℃。

　　由于許多電池芯制造商只允許在5℃~45℃的溫度范圍內(nèi)對電池進行充電，因此溫度監(jiān)測電路的位置和精度是非常重要的。大多數(shù)電池芯制造商所允許的放電溫度范圍要寬一些，典型放電的溫度范圍是-10℃～+60℃，一些電池芯的化學(xué)成分可以在略寬一些的溫度范圍內(nèi)放電。由于充電所允許的溫度范圍較窄，在充電前可能需要對電池進行加熱或冷卻。受到成本和空間的限制，加熱和冷卻設(shè)備通常安裝在充電底座上，而不是安裝在電池的內(nèi)部。電池內(nèi)的微控制器和充電底座的控制器會互相傳送溫度信息。

　　到此為止，我們還只是考慮了高功率電池的安全問題。當(dāng)安全成為電池設(shè)計中唯一的最重要因素時，精心設(shè)計的產(chǎn)品也采用了適當(dāng)?shù)牟襟E以幫助確保良好的用戶體驗。新一代的鋰電池通常包含更多電池芯，并且在電池和系統(tǒng)中增加了保護和監(jiān)測電路。相比于之前的鎳鎘電池，增加或者替換電池的成本將更高。這些新一代電池的用戶不僅希望體驗到性能的改善，同時也希望能夠獲得更長的工作時間以及更短的充電時間。一種改善用戶體驗的方法就是在電池中實現(xiàn)電量平衡。

　　電量平衡是一種將電池中所有電池芯維持在相同充電狀態(tài)的技術(shù)。串聯(lián)的電池芯數(shù)量越多，電量平衡技術(shù)在提高電池性能和延長電池使用壽命方面的優(yōu)勢就越大。由同一個制造商提供的大部分電池芯(尤其是同一批次的電池芯)在接受、保持以及釋放電荷的能力上是相當(dāng)匹配的。然而，電池芯之間的微小差異以及電池芯在充放電時的溫差可能導(dǎo)致不平衡情況。這些不平衡情況可能大大地降低電池的可用性。