引言

　　在由蓄電池作為儲能單元的系統中，由于蓄電池單體往往容量比較低，不能夠滿足大容量系統的要求，因此需要將蓄電池單體串聯，形成蓄電池組以提高供電電壓和存儲容量，例如在電動汽車、微電網系統等領域大多需要蓄電池串聯。由于蓄電池單體自身制作工藝等原因，不同單體之間諸如電解液密度、電極等效電阻等都存在著差異，這些差異導致即便串聯蓄電池組每個單體的充放電電流相同，也會使每個單體的容量產生不同，進而影響整個蓄電池組的工作。最壞的情況，在一個蓄電池組中，有一個單體的剩余容量接近為100%,另一個單體的剩余容量為0,則這個蓄電池組既不能充電也不能放電，完全不能使用。因此對蓄電池容量的均衡是非常重要的，尤其是在大量蓄電池單體串聯的情況。

　　蓄電池容量均衡的方法主要有電阻消耗均衡法、開關電容法、雙向DC-DC 變流器法、多繞組變壓器法、多模塊開關均衡法、開關電感法等。

　　1.電阻消耗均衡法

　　電阻消耗均衡法是通過與電池單體連接的電阻，將高于其他單體的能量釋放，以達到各單體的均衡，如圖1 所示。每個蓄電池單體通過一個三極管與一個電阻連接，通過控制三極管的導通與關斷實現蓄電池單體對電阻的放電。該種結構控制簡單，放電速度快，可多個單體同時放電。但缺點也很明顯，能量消耗大，只能對單體進行放電不能充電，而且其他蓄電池單體要以最低的單體為標準才能實現均衡，效率低。

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圖1 電阻消耗均衡法結構圖

　　2.開關電容法

　　開關電容法是在每兩個相鄰的蓄電池之間通過開關器件與一個電容并聯，如圖2 所示。通過控制開關器件驅動信號PWM 的占空比實現相鄰兩個電池之間能量的傳遞。例如若蓄電池單體容量B1 高于B2,G1 開通G2 關斷時，電容C1 和電池單體B1 并聯，B1 將能量傳遞給C1;G1 關斷G2 開通時，電容C1和電池單體B2 并聯，C1 將能量傳遞給B2,完成這個周期內的能量傳遞。以此類推，通過控制開關器件的開通與關斷，利用電容實現能量的逐個傳遞。

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圖2 開關電容均衡法結構圖

　　該電路可以等效成如圖3 所示電路，在每兩個電池單體之間連接一個等效電阻，可以推出如等式淵1冤給出的等效阻值。這種方法由于能量逐個傳遞，因此均衡時間較長，可以根據等式淵1冤，通過改變開關器件的開關頻率和電容容值的方法調節等效電阻，改變充放電電流。

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圖3 開關電容法等效電路

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　　式中:f 為開關頻率；t=RC;D為占空比。

　　開關電容法控制簡單，可實現充電和放電均衡，但由于是逐級傳遞能量，因此均衡速度較慢。