锂电池组就像缺乏维护的引擎一样；一个BMS没有平衡功能仅仅是数据收集器，就不能被视为管理系统。主动和被动平衡的目的是消除电池组内的不一致之处，但其实施原则在根本上是不同的。
为了清楚起见，本文将BMS通过算法启动的平衡定义为主动平衡，而使用电阻器来消散能量的平衡称为被动平衡。主动平衡涉及能量传递，而被动平衡涉及能量耗散。
基本的电池组设计原理
- 当第一个单元充满电时，必须停止充电。
- 当第一个细胞耗尽时，必须结束放电。
- 细胞年龄较弱的速度比较强的细胞更快。
- - 他的电荷最终将最终限制电池组'可用容量（最弱的链接）。
- 电池组中的系统温度梯度使电池在较高平均温度下工作。
- 在没有平衡的情况下，最弱和最强细胞之间的电压差会随着每个电荷和放电周期的增加而增加。最终，一个电池将接近最大电压，而另一个电池将接近最小电压，从而阻碍了包装的充电和放电能力。
由于细胞随时间的不匹配和安装温度条件变化，因此细胞平衡至关重要。
锂离子电池主要面临两种类型的不匹配：充电不匹配和容量不匹配。当相同容量的细胞逐渐差异时，发生反匹配的情况不匹配。当使用不同初始能力的细胞一起使用时，容量不匹配就会发生。尽管如果细胞在同一时间与类似的制造过程产生，则通常对它们进行匹配，但可能来自具有未知来源或显着制造差异的细胞。
积极平衡与被动平衡
1。目的
电池组由许多连接的电池组成，这些电池不太可能相同。平衡可确保将电池电压偏差保持在预期的范围内，从而保持总体可用性和可控性，从而防止损坏并延长电池寿命。
2。设计比较
- 被动平衡：通常使用电阻器将较高的电压电池放电，将多余的能量转化为热量。该方法会延长其他细胞的充电时间，但效率较低。
- 主动平衡：一种复杂的技术，在充电和放电周期内将电荷重新分布，减少充电时间并延长放电持续时间。它通常在排放期间采用底部平衡策略，并在充电过程中采用顶部平衡策略。
- 优点和缺点比较： 被动平衡更简单，更便宜，但效率较低，因为它会浪费能量作为热量，并且具有较慢的平衡效果。 主动平衡更有效，可以在细胞之间传递能量，从而提高了整体使用效率并更快地达到平衡。但是，它涉及复杂的结构和更高的成本，并在将这些系统整合到专用的IC中面临挑战。
结论
BMS的概念最初是在国外发展的，早期的IC设计着重于电压和温度检测。最初使用集成到IC的电阻放电方法引入了平衡的概念。现在，这种方法已广泛，诸如Ti，Maxim和线性生产此类芯片之类的公司，一些将开关驱动程序集成到芯片中。
从被动平衡原理和图表中，如果将电池组与枪管进行比较，则细胞就像五线谱。能量较高的细胞是长木板，而能量较低的细胞是短木板。被动平衡只能“缩短”长木板，从而导致能量和效率低下。该方法具有局限性，包括大量散热和大容量包中的缓慢平衡效应。
相比之下，主动平衡“填充了短木板”，将能量从高能细胞转移到了低能量的细胞，从而提高了效率和更快的平衡。但是，它引入了复杂性和成本问题，在设计开关矩阵和控制驱动器方面面临挑战。
考虑到权衡，被动平衡可能适用于具有良好一致性的细胞，而主动平衡对于具有较大差异的细胞更可取。
发布时间：8月27日至2024年
