主動均衡和被動均衡，是電動汽車BMS業界爭論熱點之一。像極了華山劍派的氣宗和劍宗，業內爭論的不亦樂乎，業外看的是不明所以。　　

沒有均衡的鋰電池組就像是得不到保養的發動機，沒有均衡功能的BMS只是一個數據采集器，很難稱得上是管理系統。主動均衡和被動均衡都是為了消除電池組的不一致性，但兩者的實現原理可謂是截然相反。

因為也有人把依靠算法由BMS主動發起的均衡都定義為主動均衡，為避免歧義，這里把凡是使用電阻耗散能量的均衡都稱為被動均衡，凡是通過能量轉移實現的均衡都稱為主動均衡。

基本電池組設計原則

為什么電池要做主被動均衡，首先我們了解一下基本電池組設計原則。

基本電池組設計原則:

·當第一個單電池充滿電時，必須停止充電。

·當第一個單電池無電時，放電必須終止。

·弱蓄電池節比強蓄電池老化得更快。

·弱蓄程度最高的電池節將最終限制電池組的可用電量(最弱環節)。

·電池組中的系統溫度梯度使運行在較高平均溫度的電池節變弱。

·在不使用均衡的情況下，在每個充放電周期中，最弱蓄和最強蓄單電池之間的電壓差將增加。最終，其中一個單電將始終接近最大電壓，而另外一個單電池接近最低電壓→從而阻礙了電池組的充放電能力。

由于這些電池再也不會像它們最初使用時那么互相匹配，而且由于我們的安裝方式將使它們處于不同的溫度環境中，我必須做好單電池均衡。

鋰離子電池主要出現兩種不匹配;充電不匹配和容量不匹配。充電不匹配在容量相同的單電池所容納的充電量逐漸產生差別時出現。容量不匹配出現在同時使用初始容量不同的電池節時。由于電池組通常由幾乎在同一時間生產的單電池組裝而成，這些單電池的制造工藝也相差無幾，所以單電池通常情況下匹配良好。然而，如果電池組由來源不明的單電池組裝而成，或者在制造工藝方面差別很大的話，也有可能出現容量不匹配。

主動均衡VS被動均衡

1.目的

電池系統組是由眾多電池串聯而成的，每一節電池不可能完全一樣，當第一個單電池充滿電時，必須停止充電。當第一個單電池無電時，放電必須終止。均衡的意義在于利用電子技術，使鋰離子電池單體電壓偏差保持在預期的范圍內，實現整體可用可控，從而保證每個單體電池在正常的使用時不發生損壞，延長其使用壽命。

2.設計比較
被動均衡一般通過電阻放電的方式，對電壓較高的電池進行放電，以熱量形式釋放電量，在充電過程中為其他電池爭取更多充電時間。

主動均衡是一種復雜的均衡技術，在充電和放電循環期間，使得電池單元內的電荷得到重新分配，從而縮短充電時間，延長放電使用時間。放電模式下一般采用底部均衡策略，充電模式下一般采用頂部均衡策略。

結語

BMS概念和產品最早是由國外提出，國外半導體廠商最先設計出專用IC,開始只是檢測電壓和溫度，后來均衡的概念提出后，就采用了電阻放電的方法并將這個功能加入到IC中(因為這個放電控制的功能容易集成進芯片里)，現在廣泛應用的TI\MAXIM\LINER均有此類芯片在產，有的是將開關驅動做到芯片里，有的甚至試圖將開關也做進了芯片里。

從上面的被動均衡原理及示意圖中我們可以看出，如果電池組比作木桶，串接的電池就是組成木桶的板，電量低的電池是短板，電量高的就是長板，被動均衡做的工作就是“截長不補短”。電量高的電池中的能量變成熱耗散掉，電能使用效率低。不僅如此，因為將電能轉變成熱量耗散，帶來了兩難的問題，這就是如果均衡電流大，熱量就多，最后如何散熱成為問題;如果均衡電流小，那么在大容量電池組中、電量差別大的情況下所起到的電量平衡作用效率很低，要達到平衡需要很長時間，在應用中有種隔靴搔癢的感覺。權衡利弊，所以現在被動均衡的電流一般都在百毫安(100mA)級別。

因為被動均衡的局限，主動均衡的概念得以提出并發展。主動均衡是把高能量電池中的能量轉移到低能量電池中，相當于對木板“截長補短”。因為不像被動均衡只有“截”，在如何“補”的問題上業內充分發揮了各自的優勢和想象力，主動均衡的方案可謂異彩紛呈。
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主動均衡帶來的好處顯而易見：效率高，能量被轉移，損耗只是變壓器線圈損耗，占比小;均衡電流可以設計的大，達到幾安甚至10A級別，均衡見效快。雖然有這些好處，主動均衡也帶來了新的問題。首先是結構復雜，尤其是變壓器方案。幾十串甚至上百串電池需要的開關矩陣如何設計，驅動要怎么控制，這都是令人頭痛的問題，所以這也是為什么至今主動均衡功能無法完全集成進專用IC的原因。半導體廠家一直希望能做出大一統的芯片，但在BMS上實在是力有不逮。對BMS整機廠家也是如此，主動均衡電路結構方面，少有廠家的設計可以令人耳目一新，擊節叫好。其次是成本問題，復雜的結構必然帶來復雜的電路，成本與故障率上升是必然的。

因兩種均衡功能各有利弊，在這里小智建議大家電池一致性較好的，可以選擇被動均衡，而電池一致性離散程度比較大，則可以考慮選擇主動均衡。
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審核編輯：湯梓紅