电池单元平衡是一项基本技术，通过最大限度地提高串联多个电池单元的电池组容量来延长电池寿命。通过确保所有电池单元具有相似的充电状态，电池单元平衡可确保电池的所有能量均可使用。在本文中，我们将探讨电池平衡如何提高电池寿命，并研究主动和被动电池平衡方法。

细胞平衡及其重要性

电池平衡是电池管理系统（如锂离子电池组、电动汽车和储能应用中的电池管理系统）的一项关键功能。 

电池组中的单个电池通常具有不同的容量和性能。 SOC 负载状态. 如果不进行负载再分配，即使其他电池尚未放空，也必须在容量最小的电池放空时停止放电，从而限制了电池组的供电能力。

如果不对电池单元进行平衡，容量最低的电池单元就会出现薄弱点。从这个意义上说，BMS 将此作为其主要功能，同时还有其他重要功能，如热控制、充电和其他可最大限度延长电池组寿命的因素。

电池平衡如何改善电池寿命？

电池平衡可确保电池组中的所有电池具有相似的充电状态，从而延长电池寿命。 

一方面，电池单元平衡可确保电池组的所有电池单元均衡放电，从而最大限度地利用电池组的全部容量。

此外，电池平衡还能防止某些电池过度充电或放电，因为过度充电或放电会对电池造成不可修复的损坏，并缩短电池寿命。

过度充电或过度放电导致热失控的风险也会降低，有助于将电池温度控制在安全范围内。

最后，它的重要性还在于，它通过防止某些电池比其他电池过度充电或放电，最大限度地减少了电池的衰减过程，从而通过长期保持电池容量和效率来延长电池寿命。

细胞平衡有两种类型：主动平衡和被动平衡。

有源电池平衡：优势和局限性

主动电池平衡涉及将能量从电池组中的一个电池传递到另一个电池。这是通过转换电路实现的，这些电路将能量从电压或电量较高的电池单元传送到电压或电量较低的电池单元。主动电池平衡的一些优点包括

• 提高能力利用率。
• 通过避免以热量形式耗散能量，提高能源效率。
• 延长细胞寿命。
• 快速平衡。

虽然活性细胞平衡有很多好处，但它也有一些局限性，例如： 1：

• 负载转移过程中的能量损失（约为 10% 至 20%）。
• 仅限于将负载从上单元转移到下单元。
• 由于需要额外的电力电子接口，控制算法更加复杂，生产成本更高。

被动电池平衡：优势和局限性

被动电池平衡包括通过电阻元件燃烧负载最高电池的多余能量，直到所有电池的负载均衡为止。 

被动电池平衡的一些优点包括

• 它不需要平衡电池组。
• 它可以避免浪费细胞中没有的能量。
• 允许所有电池具有相同的充电状态 (SoC)。
• 它为平衡细胞提供了一种经济有效的方法。

被动电池平衡也有一些局限性，例如

• 热管理不善。
• 整个系统级芯片中的能量并不完全平衡，这意味着多余的能量会被浪费掉。
• 热损耗和开关损耗导致功率传输效率低。
• 它不会延长电池供电系统的运行时间。

总结

平衡电池组的单体电池主要是使每个单体电池的充电状态（SoC）相匹配，而不是使其总容量相匹配。如果电池组在出厂时就已正确平衡，那么电池管理系统（BMS）只需监控平衡电流即可。这一点尤为有利，因为电池组在制造时就已经平衡，无需 BMS 进行全面平衡。

任何平衡方法的目标都是使电池组以最高性能运行，并延长其使用寿命。对于那些希望最大限度降低成本并纠正电池自放电电流长期不平衡的人来说，被动平衡是最佳选择。 通过被动平衡，电池不会浪费它没有的能量。只有当能量库充满电时这样，细胞就有足够的能量来平衡自身，从而避免不必要的能量浪费。

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