作為為電動汽車提供動力的大功率鋰電池組，為了保證整個電池組的容量，對電池進行均衡管理是必要的。

市場上各種各樣的電池管理IC都提供了電壓均衡管理功能，用戶只需外接部分元器件就可以實現。但是遺憾的是，大多數電池管理IC采用的都是用電阻分流/耗電的方式來實現各個電池間的平衡。這種方式在小功率的電池組，比如筆記本，手持設備，或者電動自行車用電池都是可以接受的。但是對于上百安時的電池，將電量白白消耗掉實在是浪費，而且對于宣傳“環保/節能”的電動汽車來講，多少也有點說不過去。

實際上，在鉛酸電池時代，對于電池組的均衡已經出現了各種各樣的方式。下面主要是針對鋰電池組，介紹幾種可行的均衡方式。

1，電阻分流/耗能/bleeding/shutting

這種方式是市面上最常見，也是最簡單的方式。在09年的電動自行車展上展出的鋰電池組用的保護板，也包括電動汽車用的保護板，它們的均衡方式都是用電阻實現的。原因也很簡單：容易實現，沒有更好的辦法。其實也是成本最低的方式。

電路原理如下圖：



原理非常簡單，控制器會實時監測各節電池的電壓，如果發現某一節電壓過高，并且達到了均衡開啟的條件，該電池對應的開關就會打開，這時該電池對應的電阻上就會有電流流過。如果當時是在充電，那么流過電池的電流就會減少，該電池充電速度減慢，最終跟其它電池的電壓相同；如果當時是在放電或者閑置，那么該電池的電量會在對應的電阻上消耗掉，最終電壓下降，達到與其它電池相同的水平。

當然了，均衡條件可以自己設定，也可以設定只在充電時執行均衡功能。

這種方法最大的優點是：成本低，結構簡單，容易實現。對于沒有研發能力的小公司，這也是現存唯一的方式。而缺點也是同樣明顯：浪費能量，發熱，而且均衡效率低，因為靠電阻消耗能量畢竟需要時間，在大功率電池組的情況下，這一點也不得不考慮。

實際上，現在很多大公司，如Ti，英飛凌等公司已經實現了更高級的均衡方式，使得能量使用效率更高，均衡速度更快的方式。而Ti在這方面已經開發出了專用IC—bq78PL114，下一節來介紹這款IC采用的主動平衡：PowerPump cell balancing。

上次介紹了現在應用最廣泛最簡單的鋰離子電池均衡方法，當然其它各種均衡方法也一直存在，只不過因為大容量鋰電池一直沒有推廣，而且很多廠家沒有實力來產品化這些技術，所以市場上很少見。幸運的是，Ti已經將其中一種主動平衡方式集成到專用IC中，雖然使用CPU也可以實現，但是軟件的可靠性畢竟不如硬件，而且這樣產品化就變得簡單了。下面簡單介紹一下。

下面是bq78PL114 ApplicationNote里的原理圖：



實際上原理很簡單，在Ti的多篇文檔里都有介紹。

當V3高于V2時，P3S端連接的IC管腳輸出PWM。在PWM OFF時，Q1導通，V3通過Q1與電感構成回路（如圖紅線所示）。消耗V3的電力，這時電感內電流上升，能量儲存在電感內。在PWM ON時，Q1截止，此時V2通過Q2內的二極管與電感湊成續流回路（如圖藍線所示）。此時儲存在電感內的電流下降，能量轉移至V2。至此，能量由V3轉移至V2的過程完成，知道兩者電壓相等時PWM關閉。

下圖是對一組2Ah的鋰電池進行均衡時的波形。使用固定占空比的PWM，可以看出電感內的電流變化，以及被均衡的電池電壓紋波，在充電階段，電壓有上升的現象。

對于PWM頻率，占空比，電感容量的選擇，三者是相互關聯的。Ti的IC推薦頻率是200kHz，這樣可以減小電感，從而降低成本。



這個方式需要的PWM數量是2×(n-1)，n是電池數量。相對還是比較多的。而且能量轉移只能從一節電池轉移到與它相鄰的電池。如果電池數量多的話，控制算法還是相當復雜的。當然了，既然Ti已經把算法IC化，那么關鍵問題只是成本而已。

但是使用bq78PL114+BQ76PL102，最多可以管理8節電池。如果電動汽車需要80節，那么需要10個這樣的電池組分別管理。這樣的話，成本又增加了。所以這款IC應該是針對手持設備，或者筆記本電池，或者電動自行車電池比較合適。



還有一種利用電容儲存電量進行能量轉移的方法，但是控制邏輯更加復雜，因為使用的開關更多，而且控制出錯的話容易發生短路，所以不做介紹。

而電路上和邏輯控制上最簡單的方式是使用變壓器，這個很容易理解。關鍵是變壓器的設計制造成本都比較高，體積也大一點。如果大容量的鋰離子電池主動均衡方式發展的話，應該是本文介紹的電感和變壓器方式。目前英飛凌在網上有一篇文章做了介紹，可以參考。