跟着电池作为电源掌握而日益遭到应接，又显露了一种相同弱小的需求，即最大担任地迟误电池的欺诈寿数。电池不平衡 (即构成一个电池组的各节电池的充电外情失配) 正在大型锂离子电池组中是个标题，这个标题是由摆设工艺、责任条件和电池老化的分解变成的。不均匀约略消重电池组的总容量，并有大约争辩反驳电池组。不平衡使电池从充电款式到放电款式都无法盯梢，何况假如没有密切拒守，大约导致电池过度充电或过度放电，这将长时刻性地炸毁电池。电池建立商从命容量和里边电阻对混淆电动型轿车以及电动型轿车电池组中欺诈的电池举行分类，以正在交付给客户的特定批次中，节省电池之间的松懈。此后，再提神态取电池来组成轿车电池组，以厘革电池组中每两节电池之间的成亲。外面上，这应当能防止电池组中产生大批的不平衡，但是纵使多么，渊博的共识是，当组成大型电池组时，既需求电池看守、又需求电池平衡，以正在电池组寿数期内维系大的电池容量。

　　要知讲均匀的苛重性，第一步是欺诈两个相通的电池组来评价两种根底的电池垂问方针。该实习将协商，正在电池寿数期内，电池组的总容量是若何遭到浸染的。为了评价这两种兵法，要安排一个电池拒守编制 (BMS)。该电池看守编制由 3 个个人构成：看守硬件、均匀硬件和操控器。用正在实习中的电池看守编制能看守电池电压和电池负载电流、均匀电池，并能限制电池与负载及电池充电器的赓续。

　　一个简单的电池看守器和均匀编制如图 1 所示。该电池看守款式的硬件是盘绕高度集成的 LTC6803-1 众节电池看守 IC 发起的。每个 LTC6803-1 能丈量众达 12 节电池，并首肯以可不断众个 IC 的串行菊花链事势赓续，然后使一个方式能阅历一个串行端口看守赶过 100 个电池。当策略一个电池看守体系时，某些类型应该予以特别参议，起先是电池电压确凿度。当企图酌夺单个电池的充电方式时，电池电压几乎凿度至合重要，并且一节电池能否正在迫临管事极限的要求下工作，电池电压几乎实度是极限位置之一。LTC6803 具 1.5mV 的差异率，确凿度为 4.3mV。这将答应当操控器就电池方式做出几乎决议，而不论欺诈的是什么样的电池化学构成。其次，电池组不均匀的一个首要开首是，电池看守电途己方的电源和备用电流的别离。正在轿车掌握中，备用电流稀罕紧迫，道理大很多轿车正在大私家时期里都是消除的，这时电池看守编制处于备用方式。LTC6803 仅具 12uA 备用电流，电流范畴规定为 6uA 至 18uA，然后可护卫正在一个大型电池组中，最紧急的不均衡为 12uA，这使每月不均匀低于 10mAhr。有两个 ADC 输入可用来看守电池温度或其他们的传感器数据。图 1 中提醒的发起用 Vtemp1 输入权衡电池电流。电流用 LT1999 权衡。LT1999 是一款高压双向电流检测虚浮器，具 -5V 至 80V 的输入范畴，何况正在本文所述检验环境下，修正为看守电池组高压端的 10A。LTC6803 上的两个 GPIO 引脚用来操控一个有源负载和一个充电器。当充电听任或来到放电点时，这容许 LTC6803 断开电池与充电器或负载的无间。

　　欺诈跨电池组中每一节电池的旁途电阻器和开合竣工无源均匀硬件。均衡电阻器的行使渊博选用两种款式之一 (图 2)。电阻器可用来扶引充电电流绕过电池，以便具较低充电款式 (SOC) 的电池能以较高的速率保存充电，而不会使具有高 SOC 的电池有过充电和荆棘的危殆。该电阻器也可用来使具较高充电外情的电池泄放过众的电荷，以使这些电池与具较低 SOC 的电池杀青均衡。

　　硬件布置的要紧关怀之处是决议妥善的平衡电流，该电流由所用旁途电阻器的值设定。所需的平衡电流大个别取决于电池的容量、可赞同的平衡功夫、预期的不平衡水准以及电阻器将何如行使。假使电阻器用来旁道充电器的电流，那么它将设定为分流几个安培的电流。假定平衡电阻器用来泄放过众的电荷，那么该电阻器的大小要知足所志趣的平衡功夫。无源均匀仅能改动源自电池组加载的 SOC 不均衡，而电池组加载则是由电池拒守电途、电池我方放电以及内中电阻效应惹起的。假定赓续看守，那么这些 SOC 不均匀的下手每天理应仅迸发少数的不平衡。用于这回操演室评价的电池看守编制选拔了一个 33 的平衡电阻器，该电阻器设定大概 100mA 的均衡电流，就小型电池而言，这一均衡电流很大，但是多么的平衡电流酣畅均衡操效能更短的时刻来竣工。

　　电池看守体系硬件的限制顺次预备为既拒守电池形状，又垂问电池不均匀。该编制的无源平衡功效无妨接通或断开，以决议均衡对电池组的陶染。娴熟室实习正在Turnigy公司修正的两个一概的电池组上以及阅历众个充电 / 放电周期实施。为了比赛便当，仅看守第一个电池组，以保证每节电池的电压都对峙正在浅显就事界限。第二个电池组既遭到看守，又饱尝周期性无源平衡。这个实施中行使的两个电池组由 6 个串联锂离子集闭物电池构成，总容量为 2.2AHr。单个电池的最大成果电压为 4.2V，最小下场电压为 3V。为了效法及时欺诈状况并加速老化，两个电池组都正在电池拒守编制的督查下不断充电和放电。放电周期选择固定的 2C 至 3C、4.4A 至 6.6A 速率，一起电池以 1C 至 2C、2.2A 至 4.4A 的稳定电流充电。根底看守编制设定为看守单个电池电压的欠压和过压形象以及任何过流冲击。正在放电时，电池组中任何电池抵达 3.005V 的欠压担任都邑告终放电周期。正在充电周期，若是电池组中的任何电池来到了 4.19V 的过压事势，电池充电就禁绝。每个电池组都重复充电和放电 100 个周期，以加速老化。

　　无源均衡的思法是调剂电池组中完全电池的 SOC ，以便或许从电池组中安静地抽取最众的能量。无源均衡器不产生或向电池组供给电荷，这意味着，电池组中容量最低的电池将裁夺电池组的有用容量。为了最大担任地向上电池组的容量，平衡器需求保证使容量和 SOC 较低的电池详细充电和放电。仅当电池能几乎充电和几乎放电时，该电池保管的总能量才具欺诈，这意味着最弱小的电池理应是来源竣工充电和放电的电池。对无源均衡法子的深切顾忌之处是，能否辨认具较高容量的电池。电池的 SOC 体当今电池的开途电压中，也是糟粕能量的百分比头目器。两节电池有平等的 SOC ，不虞味着这两节电池保存了相仿数目的能量，与容量较低的电池比赛，正在给定 SOC 下，容量较大的电池保全的能量老是更众。

　　均衡软件限制算法用来运用充电器弥补平衡，并且正在充电周期来源时发动。已然无源平衡仅能从电池组去除能量，那么当电池组放电时，平衡就没故道理了。这也撤退了使容量较低的电池和容量较高的电池 SOC 般配的大概性，这正在放电时会消沉可用容量。充电周期一发动，就将电池电压存储起来，然后才赓续充电器。正在充电周期开首时，平衡器应该裁夺哪一节电池的电压最低，这节电池将被称为 Clow。充电周期松手的符号是，某一节电池抵达预定的最大电压控制，当充电周期罢歇时，电池电压再次留存起来。正在两种环境下，电池电压都是用无负载电流丈量的，何况进程了短期安好。假若充电周期松手后，所测得的 Clow 电压不是最高电压，那么就需求平衡。充电周期之后 Clow 的电压设为 Vbalance。关于电池组中所测得的电压高于 Vbalance 的电池，要发动泄放电阻器。均衡开闭理应依然接通，直到一切电池电压都等于 Vbalance 电压停止。来到均衡往后，电池克复充电，以使电池几乎充电。为了敬重无源平衡的教育，做了两个检验，功劳如下。

　　电池组 1 进程了 100 个充电 / 放电周期，图 3 流露几许周期后记实 6 节电池的电压。该图显露，进程短中止顿后，正在一个完全的充电周期听任时所测得的电池电压。充电后，电池电压之间的不平衡与容量和里边电阻的小量更改有闭。正在第一个无缺的周期中，测得的电池组容量为 2.072AHr，通过 100 个周期后，所测得的容量为 2.043AHr，跟着周期数增加，容量有少数消重。还有一种趋向，即跟着充电 / 放电周期数的增加，充电后电池的终末电压消沉了，100 个周期以还，这种趋向格外鲜明。这种趋向最有大概是由来电池老化惹起电池里边电阻的小量增加导致的。里边电阻伸长使电池更速地来到充电听任门限。纵使正在劳作时没有均匀，这个电池组正在 100 个周期中从头到尾支撑着相同水准的不平衡。能像这个电池组近似，每节电池自但是然互相成婚的电池组格外少睹。

　　第二个电池组评价时选取了无源均衡算法欧洲杯买球。正在实施任何均匀之前，电池组进程 10 次充电 / 放电。电池组 2 的初始电压如图 4 所示。与电池组 1 破例 ，修正商没有对这些电池的 SOC 举行很好的成亲。遭受这种典范失配的粗心性要大得众。电池组 2 需求均衡，此后智力供给总的潜正在容量。这种气象是稀罕典范的。

　　5 号电池与别的电池之间保存很大和高于 100mV 的不均衡。这种不均匀对电池的容量有极大的浸染。正在一个完全的周期之后，该电池组显现所测得的容量为 1.765AHr。通过 10 个周期之后，不均匀依然存储，均衡算法发动。均匀器给扫数电池放电，以与 5 号电池成婚，进程一个完善的充电周期之后，所记实的 SOC 为 2.043AHr，与初始 SOC 比较有 16% 的变革。均衡算法仍是支撑工作，不过正在接下来的 50 个周期中，改善后果格外小，50 个周期之后，所测得的容量为 2.044AHr。

　　若是通过洪量平衡周期之后，该电池组依旧没有欺诈完全梗概掌握的能量。重要限制是，该均衡算法没有参议电池内中电阻这个位置。1 号电池有较高的里边电阻，老是正在 5 号电池之前收场充电，然后使 5 号电池无法完全充电。正在 50 个周期后，对均衡算法实施编削，以敬慕电池组容量是否能获取校对。均匀算法修正为，让放电电阻器跨电池两端连续，一起若是任何电池的电压高于 Clow，就继续充电器。这答应斗劲胆小鬼的电池正在充电器断接之前获得更众电荷，也是图 2 中说到的扶引充电电流办法的一个比如。这种充电兵法的更改使可用容量长辈到了 2.051AHr，并变革了均匀时期。该电池组再充电和放电 50 次，即一共 100 个周期，那么 100 个周期之后所测得的容量为 2.054AHr。电池组 2 的容量正在试验进程中素常维系稳定，且当均衡兵法改造后，容量长辈了。借使最早某节电池与其一共人电池厉重失配，这种厘正仍是无妨竣工。

　　若是电池组物理上很小，电池节数很少，那么初始查看办法就能保证正在电池的寿数期内使电池维系很好的成亲外情。正在小型电池组中，电池的负载和温度条件广泛是很好立室的。实习提醒，少数不平衡将跟着充电 / 放电周期数的伸长而增大，电池组 1 亏本了 1.4% 的容量。第二个电池组从一起头就显露需求平衡硬件，假如没有均衡硬件，电池组的效能就几乎由电池助助商确定了，何况对电池组的缺点根底无法雠校。正在有均衡编制的环境下，电池组 2 或许正在检验中从头到尾仍是其容量，而电池组 1 的容量则稳步消沉。总归，正在几乎管事寿数期内，均匀方式有助于妄诞电池组容量。对均匀算法的校对大概包蕴操作电池特性数据以及特定电池的修模。这赞同限制器更几乎地决议电池组中各节电池的能量秤谌，然后以至当诈欺相仿的均匀电流时，也能使极限器更确凿地均衡电池，并削弱均匀时刻。