概念细胞平衡这对于我们大多数人来说可能并不陌生。这主要是因为细胞目前的稳定性还不够好，而平衡机制有助于改善这种情况。就像世界上找不到两片完全相同的叶子一样，也找不到两个完全相同的细胞。因此，归根结底，平衡机制是为了弥补细胞的不足，起到一种补偿作用。
哪些方面体现了细胞的不一致性？
主要有四个方面：SOC（荷电状态）、内阻、自放电电流和容量。然而，均衡并不能完全解决这四个方面的差异。均衡只能补偿SOC的差异，并顺带解决自放电电流不一致的问题。但对于内阻和容量，均衡则无能为力。
细胞不一致性是如何产生的？
主要原因有两个：一是电池生产和加工过程中的不一致性，二是电池使用环境的不一致性。生产不一致性源于加工工艺和材料等因素，这只是对一个非常复杂问题的简化。环境不一致性则更容易理解，因为每个电池在封装（PACK）中的位置不同，导致环境差异，例如温度的细微变化。随着时间的推移，这些差异会累积，最终导致电池性能不一致。
平衡机制是如何运作的？
如前所述，均衡技术用于消除电芯间的SOC差异。理想情况下，均衡技术能使每个电芯的SOC保持一致，从而使所有电芯同时达到充放电的上下限电压，进而提高电池组的可用容量。SOC差异有两种情况：一种是电芯容量相同但SOC不同；另一种是电芯容量和SOC均不同。
第一种情况（下图最左侧）显示的是容量相同但荷电状态 (SOC) 不同的电芯。SOC 最低的电芯最先达到放电极限（假设 SOC 下限为 25%），而 SOC 最高的电芯最先达到充电极限。通过均衡处理，所有电芯在充放电过程中都能保持相同的 SOC。
第二种方案（下图左侧第二个）涉及容量和荷电状态 (SOC) 不同的电芯。在这种情况下，容量最小的电芯首先进行充放电。通过均衡充电，所有电芯在充放电过程中保持相同的荷电状态。
平衡的重要性
电流平衡是电池的一项关键功能。电流平衡有两种类型：主动平衡和被动平衡被动均衡利用电阻进行放电，而主动均衡则涉及电池间的电荷流动。关于这些术语存在一些争议，但我们在此不做深入探讨。被动均衡在实际应用中更为常见，而主动均衡则较少见。
确定电池管理系统（BMS）的平衡电流
对于被动均衡，均衡电流应该如何确定？理想情况下，均衡电流应该尽可能大，但成本、散热和空间等因素需要做出权衡。
在选择均衡电流之前，了解SOC差异是由第一种情况还是第二种情况造成的至关重要。很多情况下，更接近第一种情况：电芯初始容量和SOC几乎相同，但随着使用，特别是由于自放电差异，每个电芯的SOC会逐渐出现差异。因此，均衡功能至少应消除自放电差异的影响。
如果所有电池的自放电率都相同，则无需进行均衡。但如果自放电电流存在差异，则会导致荷电状态 (SOC) 的差异，此时需要进行均衡来补偿。此外，由于每日平均均衡时间有限，而自放电却持续发生，因此还必须考虑时间因素。
发布时间：2024年7月5日
