下面結(jié)合具體實(shí)例進(jìn)行闡述。為了使實(shí)驗(yàn)更具有普遍性，實(shí)驗(yàn)對(duì)象采用常見的13串48伏鋰電池組，為增強(qiáng)對(duì)比性，所用電池均為衰減程度不一的退役鋰電池。電池編號(hào)為上排從左至右分別為1#至7#電池，下排從左至右分別為8#至13#電池，最右側(cè)的帶有“表頭供電”字樣的電池分別負(fù)責(zé)為7#和13#電池電壓測(cè)量表頭供電。

每塊電池的下方對(duì)應(yīng)一塊高精度電壓表頭，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前電池的實(shí)時(shí)電壓，表頭采用級(jí)聯(lián)方式供電，需要消耗少量的電池能量。充電方式為CC-CV模式，恒流充電電流限制為1安，整組充電限制電壓54.6伏，當(dāng)任何一塊電池的充電電壓達(dá)到4.2伏時(shí)停止充電(防止過(guò)充電);放電方式為CC模式，恒流放電電流為1安，整組放電限制電壓39伏，當(dāng)任何一塊電池的放電電壓降低到3.0伏時(shí)停止放電(防止過(guò)放電)。實(shí)驗(yàn)前，每塊電池均未進(jìn)行容量和內(nèi)阻檢測(cè)。

常規(guī)放電實(shí)驗(yàn)

先對(duì)所有電池并聯(lián)充電，充電至4.2V，然后恢復(fù)成串聯(lián)模式繼續(xù)充電，當(dāng)其中的任何一塊電池再次充電至4.20V時(shí)停止充電，切換至放電模式，進(jìn)行常規(guī)放電，實(shí)測(cè)有效放電時(shí)間22分鐘時(shí)11#電池已降至3.00V，換算成實(shí)際放電容量為0.37Ah，該容量就是此電池組的實(shí)際容量。

此時(shí)，整組電池放電結(jié)束時(shí)刻的電壓如圖3所示，此時(shí)大部分電池的電壓仍較高，仍具有較多電量沒(méi)有釋放出來(lái)，最大電壓差達(dá)到0.68V，說(shuō)明電池組的一致性非常差(后經(jīng)實(shí)際檢測(cè)，最大容量差異達(dá)到3.6倍)。實(shí)驗(yàn)表明，一致性問(wèn)題嚴(yán)重影響和降低電池組的有效容量和SOC值，造成容量的浪費(fèi)，一致性問(wèn)題越嚴(yán)重，有效放電容量和SOC的利用率會(huì)越低。

圖3鋰電池組常規(guī)放電結(jié)束時(shí)的電壓情況

均衡放電實(shí)驗(yàn)

接下來(lái)，將本文電池均衡器實(shí)驗(yàn)樣機(jī)連接到整組電池上，使電池組在電池均衡器的介入下進(jìn)行充電和放電，充電結(jié)束時(shí)的各電池電壓如圖4所示，可以發(fā)現(xiàn)，在均衡器的介入下，電池的電壓一致性得到極大改善，相對(duì)電壓差非常小。

在保持均衡器連接情況下進(jìn)行放電，實(shí)際放電時(shí)間明顯延長(zhǎng)，當(dāng)某塊電池電壓降至3.0V時(shí)，整組電池的電壓只有39.28V，已接近放電終止電壓39.0V，實(shí)測(cè)有效放電時(shí)間達(dá)到62分鐘，換算成實(shí)際放電容量為1.03Ah，實(shí)際放電時(shí)間和放電容量為常規(guī)放電的2.82倍。

均衡放電結(jié)束時(shí)刻的電壓情況如圖5所示，圖中顯示，絕大多數(shù)電池的電量釋放完畢，最大電壓差只有0.08V，遠(yuǎn)低于常規(guī)放電結(jié)束時(shí)的電壓差，非常理想;作為實(shí)驗(yàn)拓展，對(duì)電池組繼續(xù)放電至總電壓到39.0V(13*3.0V=39V)，繼續(xù)觀察各電池電壓情況，是否存在有電池過(guò)放電的情況，實(shí)際放電情況見圖6。

圖4鋰電池組均衡充電結(jié)束時(shí)的電壓情況

圖5鋰電池組均衡放電到達(dá)結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的電壓情況

圖6鋰電池組均衡放電到達(dá)放電終止電壓39.0V的電壓情況

進(jìn)行拓展實(shí)驗(yàn)的持續(xù)時(shí)間只有1分23秒，電池組的總電壓就放電至39.0V，經(jīng)計(jì)算，多釋放的容量只有0.023Ah，此時(shí)，電壓下降幅度最大的依然是9#電池，但電壓仍然高達(dá)2.968V，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鋰離子電池的放電保護(hù)電壓2.75V，最大電壓差只有85MV，說(shuō)明電池均衡器的電壓均衡和電池保護(hù)作用是非常高效的。

兩種放電方式對(duì)比分析

通過(guò)對(duì)照實(shí)驗(yàn)不難發(fā)現(xiàn)，同一電池組，均衡放電明顯提高了SOC的可用范圍，即提高了電池組的實(shí)際利用SOC值和SOC利用率，不同電池容量的利用率得到明顯提高，直接提升了電池組的利用率。均衡放電所帶來(lái)的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是常規(guī)放電所不具有的，那就是安全性的提升。

均衡放電通過(guò)智能調(diào)節(jié)不同容量電池的實(shí)際放電電流[2,3]，減輕了小容量電池放電電流壓力和放電倍率，使不同容量電池電壓可以最大限度實(shí)現(xiàn)同步下降，有效防范小容量電池的過(guò)放電，由于內(nèi)阻原因引起的溫升大幅度降低，有效地防止了熱失控的發(fā)生概率，使得安全性大幅度提升。

結(jié)論

電池組的一致性問(wèn)題對(duì)于SOC估算和實(shí)際可用范圍的影響非常大，一致性問(wèn)題越嚴(yán)重，SOC估算值和實(shí)際可用范圍越小，本文通過(guò)電池均衡理論分析和13串48伏鋰電池組的常規(guī)放電和均衡放電數(shù)據(jù)對(duì)比實(shí)例，證明了支持放電均衡功能的高效實(shí)時(shí)電池均衡器對(duì)于一致性問(wèn)題的積極影響，不僅大幅度提高了SOC估算值和可用值，而且電池組的運(yùn)行安全性又得到大幅度提高，對(duì)于提高電池組的平均容量利用率和預(yù)防熱失控意義重大。