在汽車和運(yùn)輸市場(chǎng)中，大型電池組提供高輸出功率，而不會(huì)產(chǎn)生與汽油動(dòng)力內(nèi)燃機(jī)相關(guān)的有害排放物（即一氧化碳和碳?xì)浠衔铮＠硐肭闆r下，堆疊中的每個(gè)單獨(dú)電池對(duì)系統(tǒng)的貢獻(xiàn)相同。但是，當(dāng)談到電池時(shí)，所有電池都不是同樣的。即使具有相同物理尺寸和形狀的相同化學(xué)成分的電池也可以具有不同的總?cè)萘浚煌膬?nèi)阻，不同的自放電率等。此外，它們可以不同的老化，在電池壽命方程中增加另一個(gè)變量。

電池組的性能受到堆棧中容量最小的單元的限制;一旦最弱的電池耗盡，整個(gè)電池組就會(huì)被完全耗盡。基于其充電狀態(tài)（SoC）測(cè)量來(lái)確定堆疊中的每個(gè)單獨(dú)電池單元的健康狀況，其測(cè)量其剩余電荷與其電池容量的比率。 SoC使用電池測(cè)量，如電壓，集成充電和放電電流以及溫度來(lái)確定電池中剩余的電量。精密單芯片和多芯片電池管理系統(tǒng)（BMS）將電池監(jiān)控（包括SoC測(cè)量）與無(wú)源或有源電池平衡相結(jié)合，以提高電池組性能。這些測(cè)量結(jié)果如下：

與電池容量無(wú)關(guān)的健康電池充電狀態(tài)

最小化電池到電池的電荷不匹配狀態(tài)

最小化電池老化的影響（老化導(dǎo)致容量損失）

無(wú)源和有源電池平衡為電池組提供了不同的優(yōu)勢(shì)，ADI公司為這兩種方法提供了電池管理產(chǎn)品組合的解決方案。讓我們先來(lái)看看檢查被動(dòng)平衡。

被動(dòng)平衡允許所有單元看起來(lái)具有相同的容量

最初，電池組可能具有相當(dāng)匹配的單元。但隨著時(shí)間的推移，單元匹配會(huì)降低由于充電/放電循環(huán)，升高的溫度和一般的老化。弱電池的充電和放電速度比更強(qiáng)或更高容量的電池更快，因此它成為系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間的限制因素。被動(dòng)平衡允許堆棧看起來(lái)每個(gè)細(xì)胞都具有與最弱細(xì)胞相同的能力。我們?cè)谙鄬?duì)較低的電流下，它在充電周期期間從高SoC電池中消耗少量能量，使得所有電池充電至其最大SoC。這是通過(guò)使用與每個(gè)電池單元并聯(lián)的開(kāi)關(guān)和泄放電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

高SoC電池放電（電阻耗散在電阻器中）因此，充電可以持續(xù)到所有電池完全充電為止。

無(wú)源平衡允許所有電池具有相同的SoC，但它不會(huì)改善電池供電系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間。它提供了一種相當(dāng)?shù)统杀镜钠胶怆姵氐姆椒ǎ捎诜烹婋娮瑁谶^(guò)程中浪費(fèi)了能量。無(wú)源平衡還可以糾正從一個(gè)電池到另一個(gè)電池的自放電電流的長(zhǎng)期不匹配。

帶有被動(dòng)平衡的多節(jié)電池監(jiān)控器

ADI公司推出一系列多節(jié)電池監(jiān)控器，包括被動(dòng)細(xì)胞平衡。這些設(shè)備具有可堆疊的架構(gòu)，可以監(jiān)控?cái)?shù)百個(gè)單元。每個(gè)器件最多可測(cè)量12個(gè)連接的電池單元，總測(cè)量誤差小于1.2 mV。每個(gè)電池0 V至5 V的測(cè)量范圍使其適用于大多數(shù)電池化學(xué)成分。 LTC6804如圖2所示。

LTC6804具有內(nèi)部無(wú)源平衡（圖3），如果需要，還可以配置外部MOSFET（圖4） 。它還具有可選的可編程無(wú)源平衡放電計(jì)時(shí)器，使用戶可以更靈活地進(jìn)行系統(tǒng)配置。

對(duì)于客戶希望最大限度地提高系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間和充電效率，主動(dòng)平衡是最佳選擇。通過(guò)有源電池平衡，能量不會(huì)浪費(fèi)，而是在充電和放電時(shí)重新分配到電池組中的其他電池。放電時(shí)，較強(qiáng)的細(xì)胞補(bǔ)充較弱的細(xì)胞，延長(zhǎng)細(xì)胞達(dá)到其完全耗盡狀態(tài)的時(shí)間。