锂离子电池的发展趋势.docx
上传者：麒麟才子
2022-06-24 18:42:08上传
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锂离子电池的发展趋势
摘要：介绍了将电源模块并联，并构成冗余结构进行供电的好处，叙述了几种传统的并联均流电路，争论了各种方式下的工作过程及优缺点，并对均流技术的进展做了展望。
关键词：并联；冗余；均流
1 概述
随着电力电子技术的进展，各种电子装置对电源功率的要求越来越高，对电流的要求也越来越大，但受构成电源模块的半导体功率器件，磁性材料等自身性能的影响，单个开关电源模块的输出参数（如电压、电流、功率）往往不能满意要求。若采纳多个电源模块并联供电，如图1所示，就不但可以供应所需电流，而且还可以形成N＋m冗余结构，提高了系统的稳定性，可谓一举两得。
但是，在电源模块并联运行时，由于各个模块参数的分散性，使其输出的电流不行能完全一样，导致有些模块负荷过重，有些模块过轻。这将使系统的稳定性降低，会给我们的生产和生活带来严峻的后果，而且电源模块自身的寿命也会大大缩短。国外有资料表明，电子元器件在工作环境温度超过50℃时的寿命是在常温（25℃）时的1/6。因此，使各并联电源模块的输出电流平均安排，是提高并联电源系统稳定性的一个必需解决的问题。
本文从均流电路的拓扑结构动身，介绍几种传统的并联均流方案，对于其他均流方案（比如按热应力自动均流法），暂不做争论。对于文中提到的每一种均流方法，都做了具体的介绍，并结合简洁电路图，叙述其工作原理及优缺点。在文章的最终部分，对并联均流的进展做了简洁的展望。
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2 N＋m冗余结构的好处
采纳N＋m冗余结构运行，可以提高系统稳定性。
N＋m冗余结构，是指N＋m个电源模块一起给系统供电。这里N表示正常工作时电源模块的个数，m表示冗余模块个数。m值越大，系统工作牢靠性越高，但是系统成本也会相应增加。
在正常的工作状况下，由N个模块供电。当其中某个或者某些模块发生故障时，它们就退出供电，而由m个模块中的一个或全部顶替，从而保证整个系统工作的持续性及稳定性。
以某个输出电流为100A的系统为例来说明冗余结构运行的好处，这里只争论1＋1，2＋1，3＋1三种工作方式，如图2所示。各电源模块的工作状况由Kn的闭合状况打算。
假如采纳1＋1冗余结构，即采纳两个输出电流为100A的电源模块并联供电。正常状况下只有一个模块工作，当它发生故障，退出工作时，另一个模块开头工作，系?仍旧能正常运行。
假如采纳2＋1冗余结构，即采纳3个输出电流为50A的电源模块并联供电。正常状况下只有两个模块工作，当其中之一发生故障，退出工作时，另一个模块开头工作，系统仍旧能正常运行。
假如采纳3＋1冗余结构，即采纳4个输出电流为33A的电源模块并联供电，正常状况下只有3个模块工作，当其中之一发生故障，退出工作时，另一个模块开头工作，系统仍旧能正常运行。
3
比较上面三种工作方式，采纳2＋1这种方式最好，这是由于，1＋1方式中有一半的功率被闲置，而3＋1方式中使用元器件太多，成本过高，经济性不好。
3 几种传统的并联均流方案
3．1 下垂法
下垂法全称外特性下垂法，也叫做斜率掌握法。在并联电源模块系统中，各个电源模块是独立工作的。每个模块依据其外特性以及电压参数值来确定输出电流。在下垂法
锂离子电池的发展趋势
摘要：介绍了将电源模块并联，并构成冗余结构进行供电的好处，叙述了几种传统的并联均流电路，争论了各种方式下的工作过程及优缺点，并对均流技术的进展做了展望。
关键词：并联；冗余；均流
1 概述
随着电力电子技术的进展，各种电子装置对电源功率的要求越来越高，对电流的要求也越来越大，但受构成电源模块的半导体功率器件，磁性材料等自身性能的影响，单个开关电源模块的输出参数（如电压、电流、功率）往往不能满意要求。若采纳多个电源模块并联供电，如图1所示，就不但可以供应所需电流，而且还可以形成N＋m冗余结构，提高了系统的稳定性，可谓一举两得。
但是，在电源模块并联运行时，由于各个模块参数的分散性，使其输出的电流不行能完全一样，导致有些模块负荷过重，有些模块过轻。这将使系统的稳定性降低，会给我们的生产和生活带来严峻的后果，而且电源模块自身的寿命也会大大缩短。国外有资料表明，电子元器件在工作环境温度超过50℃时的寿命是在常温（25℃）时的1/6。因此，使各并联电源模块的输出电流平均安排，是提高并联电源系统稳定性的一个必需解决的问题。
本文从均流电路的拓扑结构动身，介绍几种传统的并联均流方案，对于其他均流方案（比如按热应力自动均流法），暂不做争论。对于文中提到的每一种均流方法，都做了具体的介绍，并结合简洁电路图，叙述其工作原理及优缺点。在文章的最终部分，对并联均流的进展做了简洁的展望。
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2 N＋m冗余结构的好处
采纳N＋m冗余结构运行，可以提高系统稳定性。
N＋m冗余结构，是指N＋m个电源模块一起给系统供电。这里N表示正常工作时电源模块的个数，m表示冗余模块个数。m值越大，系统工作牢靠性越高，但是系统成本也会相应增加。
在正常的工作状况下，由N个模块供电。当其中某个或者某些模块发生故障时，它们就退出供电，而由m个模块中的一个或全部顶替，从而保证整个系统工作的持续性及稳定性。
以某个输出电流为100A的系统为例来说明冗余结构运行的好处，这里只争论1＋1，2＋1，3＋1三种工作方式，如图2所示。各电源模块的工作状况由Kn的闭合状况打算。
假如采纳1＋1冗余结构，即采纳两个输出电流为100A的电源模块并联供电。正常状况下只有一个模块工作，当它发生故障，退出工作时，另一个模块开头工作，系?仍旧能正常运行。
假如采纳2＋1冗余结构，即采纳3个输出电流为50A的电源模块并联供电。正常状况下只有两个模块工作，当其中之一发生故障，退出工作时，另一个模块开头工作，系统仍旧能正常运行。
假如采纳3＋1冗余结构，即采纳4个输出电流为33A的电源模块并联供电，正常状况下只有3个模块工作，当其中之一发生故障，退出工作时，另一个模块开头工作，系统仍旧能正常运行。
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比较上面三种工作方式，采纳2＋1这种方式最好，这是由于，1＋1方式中有一半的功率被闲置，而3＋1方式中使用元器件太多，成本过高，经济性不好。
3 几种传统的并联均流方案
3．1 下垂法
下垂法全称外特性下垂法，也叫做斜率掌握法。在并联电源模块系统中，各个电源模块是独立工作的。每个模块依据其外特性以及电压参数值来确定输出电流。在下垂法
锂离子电池的发展趋势
