Charge balancing of serially connected lithium-ion battery cells in elecric vehicles

Aktiver Ladungsausgleich ist eine typische Methode, um die nutzbare Energie in einer Batterie, bestehend aus in Serie geschalteten Einzelzellen mit unterschiedlichen Kapazitäten, zu erhöhen. In diesem Artikel wird daher eine Möglichkeit des aktiven Ladungsausgleichs mit einem DC/DC-Konverter aufbauend auf einem multiplen Transformator beschrieben. Die Vorteile werden anhand eines Prototyps mit zwölf Lithium-Ionen-Zellen dargestellt. Weiters wird der Einfluss der Kapazitäten der Einzelzellen und des Ausgleichstroms auf die nutzbare Energie in der Batterie untersucht. Active charge balancing is a commonly used method to increase the usable energy of a battery stack with serially connected battery cells with different cell capacities. In this article an active charge balancing method with a multiple winding transformer DC/DC converter is described. The advantage of active charge balancing is shown using a prototype with twelve serially connected Lithium ion battery cells. Moreover, the influence of the cell capacity variance and the influence of the balancing current on the discharging energy is investigated.