在汽車和運輸市場中，大型電池組提供高輸出功率，而不會產(chǎn)生與汽油動力內(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，堆疊中的每個單獨電池對系統(tǒng)的貢獻(xiàn)相同。但是，當(dāng)談到電池時，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，整個電池組就會被完全耗盡。基于其充電狀態(tài)（SoC）測量來確定堆疊中的每個單獨電池單元的健康狀況，其測量其剩余電荷與其電池容量的比率。 SoC使用電池測量，如電壓，集成充電和放電電流以及溫度來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測量）與無源或有源電池平衡相結(jié)合，以提高電池組性能。這些測量結(jié)果如下：

與電池容量無關(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）

無源和有源電池平衡為電池組提供了不同的優(yōu)勢，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。讓我們先來看看檢查被動平衡。

被動平衡允許所有單元看起來具有相同的容量

最初，電池組可能具有相當(dāng)匹配的單元。但隨著時間的推移，單元匹配會降低由于充電/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)運行時間的限制因素。被動平衡允許堆棧看起來每個細(xì)胞都具有與最弱細(xì)胞相同的能力。我們在相對較低的電流下，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。這是通過使用與每個電池單元并聯(lián)的開關(guān)和泄放電阻來實現(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。

無源平衡允許所有電池具有相同的SoC，但它不會改善電池供電系統(tǒng)的運行時間。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^程中浪費了能量。無源平衡還可以糾正從一個電池到另一個電池的自放電電流的長期不匹配。

帶有被動平衡的多節(jié)電池監(jiān)控器

ADI公司推出一系列多節(jié)電池監(jiān)控器，包括被動細(xì)胞平衡。這些設(shè)備具有可堆疊的架構(gòu)，可以監(jiān)控數(shù)百個單元。每個器件最多可測量12個連接的電池單元，總測量誤差小于1.2 mV。每個電池0 V至5 V的測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源平衡放電計時器，使用戶可以更靈活地進(jìn)行系統(tǒng)配置。

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