1选题目的及意义

1.1电池动态均衡目的及意义

随着信息，能源，交通，电子技术，尤其是新能源技术的发展，蓄电池越来越多的应用于邮电，通信，电力，电动汽车，船舶，航空航天等领域。随着新能源的不断发展，蓄电池的更新换代也渐渐提上人们的日程。

蓄电池就是由多个单节电池串联起来以达到我们所要求的电压值，但这样就会产生一些缺陷，举个例子，蓄电池充电过程中，我们往往使用充电机对一整个的蓄电池组进行充电，而不是对单节电池单独设置充电，这样的话，在充电过程中，即使电池组充电电压严格按要求电压设定，并根据温度进行补偿修正，仍然会由于各节单体电池由于内阻，容量等原因导致各个电池的充电电压不一致，导致各个电池的实际承受电压不同，造成部分电池处于过充，部分电池处于欠充的一个状态。在多次充放电后，单体电池的差异会进一步被放大，进而影响这一部分单体电池的性能，形成恶性循环。最终的结果一般来说就是会影响蓄电池组的容量和使用寿命。

为了增加蓄电池使用寿命，增强蓄电池性能，现在通常方案是设计电池组动态均衡方案，来使各单体电池的各项数据如电压等维持在一个比较健康的水平，从而增强电池的性能，并且增加其使用寿命。这也与我们现在节能环保的社会要求相匹配。

电池均衡方案有许多种区分方式，这里着重介绍静态型和动态型均衡电路，并且阐明它们的优劣。

静态型均衡电路两种：一是充电均衡，即在充电过程后期，单体电池电压达到或超过截止电压时，减小单体电流，限制单体电压不高于充电截止电压；另一种是放电均衡，电池组输出功率时，通过补充电能限制单体电压不低于预设的放电终止电压。而动态均衡不论在充电状态、放电状态，还是浮置静置状态，都可以通过能量转换的方法实现电池组中单体电压的平衡，从而使每节电池实时保持相近的荷电状态。

充电均衡的确可以防止过充电，而在放电使用中带来的负面影响是：不加充电均衡时，容量小的电池被一定程度过充，组内任何单体过放电以前，电池组输出电量略高于单体最小容量；使用充电均衡时，小容量电池没有过充，能放出的电量小于不用均衡电路时轻度过充电所能释放的电能，使得该单体电池放电时间更短，过放的可能性就更大了。另外，当电池管理系统以电池组总电压降低到一定程度为依据减小或停止输出功率时，由于大容量电池因充电均衡被充入更多电能而表现出较高的平台电压，淡化了小容量电池的电压跌落，将出现电池组电压足够高，而小容量单体已经过放的现象。放电均衡与充电均衡情形相似，大容量单体浅充足放，小容量单体过充足放，加速单体性能差异性变化的结果是相同的，都不能形成真正实用的产品。只有动态均衡集中了两种均衡的优点，尽管单体之间初始容量有差异，工作中却能保证相对的充放电强度和深度的一致性，达到共同的寿命终点，这也使得动态均衡可以用于单体电池差异较大的电路。当然动态均衡也有一些缺点，相对静态均衡来说动态均衡开关控制更加复杂而且能耗比较大。

从这两种电池均衡方式的优缺点来看，虽然动态均衡开关控制复杂，能耗大，但是相对静态均衡来说，由于其更加出色的均衡能力，所以在电池均衡技术方面，我们选择了电池动态均衡。

2研究现状

本课题是动力电池梯次利用储能电站动态均衡电路设计，那么首先要了解的就是动力电池梯次利用于储能电站是怎样的一个现状，以及在动力电池梯次利用于储能电站时对动态均衡的要求及其研究现状。

2.1动力电池梯次利用

动力电池梯次利用是指当动力电池不能满足现有电动车辆的功率和能量需求时，将其转移到对动力电池能量密度，功率密度要求较低的其他领域，达到充分发挥其剩余价值的目的。

2.2动力电池梯次利用的必要性

我国是汽车大国，平均每辆电动汽车200KWh计，那么500万的电动汽车将会用电池1万亿Wh，若以5%报废率计算，报废电池将多达500亿Wh。目前，我国车用动力电池大多数为锂离子电池，锂离子电池虽然不含汞，镉，铅等毒性危害较大的重金属元素，但废旧锂离子电池如果处理不当的话仍然会对环境产生极大的污染。一般来说当动力电池的容量下降到80%以下时，就不再适用于在电动汽车上使用，原因是其单次充电难以满足电动汽车的续航里程要求。但这些电池虽然不能满足电动汽车使用要求，但仍可在对电池环境要求较低的场合继续使用。比如说储能系统，储能系统一般位于室内安静环境，对电池的性能要求较电动汽车来说非常低，从电动汽车报废下来的电池在储能系统中具备继续使用的条件。这些电池除了化学活性下降之外，电池的内部化学成分并没有发生改变，这些能量仍然可以满足家庭储能，分布式发电，微电网等中小型储能系统中。而且随着技术进步，在梯次利用领域，动力电池的全生命周期使用价值都会得到充分利用。