2均衡充電技術

航天用鋰離子電池必須采用均衡充電技術，這種觀點在國內外已經得到完全認同。均衡充電技術主要解決鋰離子電池單體長期充電過程中的電化學特性偏差現象，因此均衡充電方式的優劣需要一定的時間、資金、人力投入才能得到有效驗證。

鋰離子電池均衡充電在民用產品中還沒有得到廣泛重視和應用，因為多節單電池串聯的應用較少，可靠性、壽命要求不高。在電動車鋰離子電池系統中，單電池串聯的節數較多，已經采用均衡充電技術，一般是采用單片機系統控制并在單電池上的分流電阻上實行通斷，從而控制單電池的充電量。這種方法控制復雜、效率低、熱耗大、均衡時間長，在早期的航天產品方案中移植了這種方法，現在國內外的技術人員正在探討更加理想方案。

均衡充電的意義就是使鋰離子電池單體電壓偏差保持在預期的范圍內，從而保證每個單電池在衛星壽命期間不受到過應力沖擊而發生損壞。若不進行均衡充電控制，隨著充放電循環的增加，各單電池電壓逐漸分化。

一般情況下，充電時鋰離子電池單體電壓的偏差在50mV之內是完全可以接受的。我們可以認為造成偏差的主要原因是單電池充電效率、自放電率存在差異。另一方面，單電池中的測量電路電流消耗的影響也必須認真考慮，有時測量電路消耗的電流已經達到電池自放電電流的量級。在做鋰離子電池壽命實驗時，有的技術人員反映串聯電池組的第一只或最后一只常常最先損壞，這往往是由于測量電路消耗造成的。

充電控制電路

1旁路式充電控制

如圖1所示，光照期太陽電池充電陣通過二極管直接給鋰離子蓄電池組充電，蓄電池組的每只電池都設置了充電旁路電路。當某一單電池的電壓到達設定值時，充電旁路電路中的功率三極管開始導通，分流掉部分充電電流，保持該單電池電壓恒定在很窄的一個范圍內。蓄電池的特性決定了充電電流逐漸減?。ń浦笖狄幝桑敝凉庹掌诮Y束。這種充電方法能夠保證每只單電池均衡充電，但旁路電路功耗較大，充電電流很難測量。

2分流式充電控制

單電池循檢電路分別采樣各個電池電壓，經過或門電路取出單電池電壓最大值，在信號變換電路中與基準信號進行比較產生誤差信號，誤差信號送入分流調節器電路，控制鋰離子蓄電池組中的單體電壓。任一只電池電壓到達設定值時，蓄電池組的平均充電電流逐漸減小。若采用開關型分流調節器，則在單體恒壓充電時，充電電流是脈動的，所以采用這種充電控制方法需要鋰離子蓄電池組能夠適應脈動充電電流。

主誤差放大器（MEA）采樣母線電壓信號，產生誤差信號后送到分流調節器。也就是說，分流調節器同時受母線電壓和蓄電池單電池電壓控制。分流式鋰離子電池充電控制電路如圖2所示。