电池均衡系统

一、电池概况

常见的电池分类：铅酸电池、锂电池、钠离子电池、碱性干电池、纽扣电池等，其中钠离子电池暂未大规模商用。

例如：电动车电池电压通常48v、60v、72v等，汽车启动电池电压：12v

而构成高电压的电池，大都是由2v到3.6v不等的低电压电池串联而成。干电池、纽扣电池仅在玩具、遥控器等耗电量较低场景中应用。

1.1 铅酸电池

铅酸电池常用于电动车（两、三轮电动车），汽车启动电池等场景；

铅酸电池因以下特性，对均衡系统无强制要求：

a、铅酸电池的电压平台较宽，对过充过放的容忍度较高；

b、能量密度相对低，不会产生自燃等风险；

1.2 锂电池

锂电池常见于电动车、新能源汽车、电动工具、智能设备等；

锂电池因以下特性，在多串联时必须配备均衡系统：

a、单体电压的过耐受性较差，单体电压超过4.2伏或低于3伏会造成电池永久性损伤；

b、锂电池能量密度高，出现过充时自燃风险高；

1.3 钠离子电池

钠离子电池的能量密度相对锂电池较弱，但其安全性和铅酸电池相当。

硫化物掺杂的钠离子电池能量密度更进一步。

为获取更好的电池组性能，钠离子电池系统可选择配备均衡系统。

二、电池组均衡系统

系统目的：将电池组中各个单体电池的电压等保持一致，提升电池组的性能、寿命。

电池均衡系统：实际电池应用场景中，（电动车、电动工具等）设备所需电压通常高于单个电池的电压，提高电池组整体电压可以降低单体电池工作电流。而电池组工作时，各单体电池的状态无法完全一致。为了保证电池组的充电、放电性能，需要加入电池均衡系统，维护电池组状态。

均衡系统分类：主动均衡、被动均衡

主动和被动定义区分：系统能量是主动再分配还是被动消耗。

主动均衡系统中：BMS（BBattery Management System）在检测到电池差异时，启动的是能量主动再分配，例如

2.1 主动均衡

工作原理：利用电子开关和功率器件对电池进行主动充放电，将电能从高电压电池单元转移到低电压电池单元。

主动均衡技术方案分类：（未标注默认是静置、充电过程均起作用）

a、电容式均衡

b、电感式均衡

c、变压器式均衡

d、并联式均衡（只在充电过程中起作用）

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| 主动均衡技术 | 均衡耗时 | 控制难易 | 能量转移效率 | 特点 |
| 电容式均衡 | 耗时长 | 较难 | 较高 | 要求电池组各单体间有一定的电压差 |
| 电感式均衡 | 耗时少 | 较难 | 较高 | 使用范围广泛 |
| 变压器式均衡 | 耗时长 | 难 | 中等 | 有漏磁现象 |
| 并联式均衡 | 耗时少 | 较难 | 高 | 效率较高，难度较大 |
[主动均衡技术方案对比]