幾種電池均衡技術的比較

　　鋰電池應用的主要問題是電池成組應用問題。為解決“電池一致性問題”，業內普遍使用電池均衡技術。目前，業界把主流電池均衡技術分為被動均衡法（能耗分流法），主動均衡法（動態均衡法），內均衡法（自然均衡法）三種。

　　被動均衡法是通過放電均衡的辦法讓電池組內的電池電壓趨于一致。在傳統能耗型BMS系統中，以被動均衡為主，采用單體電池并聯分流能耗電阻的方式，且只能在充電過程中做均衡工作，多余的能量被消耗到消耗電阻上，效率為零。同時，均衡電流很小，通常小于100mA，對大容量電池的作用可忽略不計，SOC估算精度也很低。

　　被動均衡法的特點是原理簡單，容易實現，當均衡電流較小時，器件成本相對較低。但存在兩大問題：一是電阻能消耗放電，浪費能量，產生熱量；二是由于放電電阻不可能選得太小，充電結束時，根據電池特性往往小容量電池的電壓最高，在靜態均衡時，放掉的恰恰是小容量電池的電量，反而加大了電池間的互差。

　　主動均衡法，是針對電池在使用過程中產生的容量個體，及自放電率產生的電壓差異進行主動均衡。其主要功能是在電池組充電、放電或放置過程中，都可在電池組內部對電池單體之間的差異性進行主動均衡，以消除電池成組后由于自身和使用過程中產生的各種不一致性。

　　主動均衡法的主要特點有采用DC/CD雙向有源均衡電路，均衡效率高；充電、放電和靜態過程中都做均衡；平衡電流大，均衡速度較快。但也存在兩大問題：一是技術復雜，成本高，實現困難；二是頻繁切換均衡電路，對電池造成的傷害大，影響電池的壽命。

　　目前，無論是被動均衡技術還是主動均衡技術，都不能很好地解決問題。究其原因，目前普遍使用的充放電控制過程，是以固定的電壓作為充放電終止條件，而電池在工作過程中，其有效電壓范圍是隨著溫度、充放電流和循環周期等條件在不斷變化，因此，采用固定電壓控制充放電，極易造成電池的過充或過放。而溫度的變化會造成鋰電池內部材料的老化，使電池過早劣化。雖然研究人員一直在探索并提出一些解決方案，并對電池進行了建模和仿真，但算法過于復雜，不適合在電池管理系統的單片機上運行。由于缺乏普遍性，需要對特定品牌和型號的電池進行復雜的辨識和建模，在電池組的充電設備上不斷進行改進，以獲得更平穩的充電電源，但作用仍然有限。

　　內均衡法是利用BMS在對串聯電池充電的過程中，通過調節充電電流和控制充電電壓的拓撲算法，使得電池組中各單體電池荷電量達到基本一致。

　　內均衡技術的特點是算法簡單；沒有能量損失；沒有增加附加的充放電過程，不影響電池壽命；不增加硬件設備。但如果電池的荷電量相差很大，則需要較長的時間才能均衡。

　　近年來，BMS采用內均衡的方法在國內外80多家動力電池廠及不同車型的電動車廠家做過大量實際驗證，均取得了很好的應用效果，得到業界廣泛好評。

　　通過三種均衡模式的對比，并經過大量實踐案例證明，BMS“內均衡技術”遵循了“電池拐點”理論，既省去了繁雜且違背電池固有規律做法的硬件成本，又降低了鋰電池成組應用的運營成本，得到業界廣泛認可。

　　突破BMS瓶頸實現產業化

　　新能源汽車主要包括到電機、電池、電控三大部分。就其價格而言，電池價格占整車價格的一半，非常重要。電池工業歷經了十多年的發展，主要是鋰電池行業，已積累了大量經驗和技術。

　　鋰電池長壽命成為新能源汽車產業的追求目標。只有在保證“電池出廠一致性”的標準前提下，配合以BMS的科學管理手段，在“電池拐點”允許的范圍內，合理利用電池的充放電特性，才能保證電池組的“循環壽命最大化”。

　　目前，鋰電池成組管理技術難以突破現有技術瓶頸，是制約新能源汽車產業化發展的最大障礙。只有實現整車（電機）、鋰電池、BMS（電控）三者之間的合理配合，才能實現新能源汽車走向產業化、規?；?、市場化之路。

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