退役锂电池梯次利用主动均衡方法研究

杨 扬， 谢长君， 朱文超

(1. 武汉理工大学自动化学院， 湖北 武汉 430070； 2. 武汉理工大学汽车工程学院， 湖北 武汉 430070)

1 引言

退役锂电池容量通常为额定容量的70%～80%，经过分选后，仍具有良好的放电能力，可以梯次利用于储能系统[1，2]。出厂差异、环境因素、过充电和过放电以及长期使用等原因，造成退役锂电池单体之间存在严重差异。电池组“木桶效应”会造成电池组放电容量降低和电池寿命缩短，电池过充或过放甚至会引起安全事故[3]。退役电池组梯次利用前进行均衡，是改善退役电池组不一致性、延长使用寿命的有效方法。

目前，均衡方法分为主动均衡和被动均衡。被动均衡是能量耗散型均衡，存在均衡效率低和均衡散热问题。主动均衡方法研究主要包括均衡电路和均衡策略两方面。国内外学者提出的一些均衡拓扑，涉及开关电容法、开关电感法、DC-DC变换器法、变压器法等。开关电容均衡方法的缺点是均衡时间长、成本高。文献[4]提出基于多绕组变压器的单体电池间均衡方法，文献[5]提出基于双向反激式DC-DC变换器的充电均衡器，它们的优点是均衡速度较快，均衡效率较高，但是存在开关时序复杂和磁饱和的问题。文献[6]提出基于多开关电感的均衡电路，只能实现相邻电池单体间均衡。文献[7]提出一种单电感双向均衡电路，可以实现任意单体电池间均衡，但是当电池数量多时，均衡时间较长。目前，均衡策略主要包括基于电压差的均衡[8]、基于SOC的均衡[9，10]、基于容量差的均衡[11]和基于剩余可用能量的均衡[12]等。……