目前電芯的一致性還不夠好，需要通過電芯平衡來提高。因此，電芯平衡最終是為了解決電池電芯的不足，也是一種補(bǔ)償手段。

什么是電芯平衡？

鋰離子動力電池組通常由幾個串聯(lián)或并聯(lián)的電芯組成。鋰離子電芯有兩種常見類型：三元鋰電芯和磷酸鐵鋰電芯。電芯平衡是指對串聯(lián)電池組中的不同電芯使用差分電流。

在電池的使用過程中，可以通過電芯平衡對串聯(lián)的電芯進(jìn)行激活和充電，從而使電池的容量最大化，以確保每個電芯的能量可用。

 

 

主動電芯平衡和被動電芯平衡

電芯平衡分為主動電芯平衡和被動電芯平衡。被動電芯平衡通常通過電阻放電使電壓更高的電芯放電，以熱量的形式釋放電力，并為其他電芯爭取更多的充電時間。這樣，整個系統(tǒng)的功率受到容量最小的電芯的限制。

在充電過程中，電芯通常具有充電上限保護(hù)電壓值。當(dāng)某一串電芯達(dá)到該電壓值時，鋰電池保護(hù)板將切斷充電電路并停止充電。如果充電電壓超過這個值，也就是通常所說的過度充電，電芯可能會燃燒或爆炸。

因此，電芯平衡的優(yōu)點(diǎn)是低成本和簡單的電路設(shè)計(jì)。缺點(diǎn)是基于最低的剩余電池容量來執(zhí)行電芯平衡，這不能增加具有小剩余容量的電芯的容量，并且100%的平衡功率以熱的形式浪費(fèi)。鋰電池保護(hù)板通常具有過充電保護(hù)功能，以防止電池過充電。

電芯平衡通過功率傳輸實(shí)現(xiàn)均衡，具有高效率和低損耗。不同的制造商有不同的方法，均衡電流也在1到10A之間。目前市場上的許多有源電芯均衡技術(shù)都不成熟，導(dǎo)致電池過放電，加速電池衰減。

 

 

市場上的大多數(shù)有源電芯平衡都使用電壓轉(zhuǎn)換原理，依賴于芯片制造商的昂貴芯片。此外，除了單元平衡芯片之外，該方法還需要諸如昂貴的變壓器之類的外圍部件，這些外圍部件尺寸大且成本高。

無源電池組平衡適用于小容量、低系列的鋰電池組應(yīng)用，而有源電池組平衡則適用于高系列、大容量的功率鋰電池組。對于BMS來說，除了非常重要的平衡功能外，其背后的平衡策略更為重要。

 

為什么鋰離子動力電池需要電芯平衡？

隨著電芯之間充電和放電次數(shù)的增加，電壓差逐漸增大

● 在電芯的生產(chǎn)過程中，不同的電芯之間會有細(xì)微的差異。

● 在長期快速充電環(huán)境中使用，電芯之間的電壓差會逐漸增大。

● 電池管理系統(tǒng)（BMS）作為動力電池的大腦和雙手，收集各種數(shù)據(jù)，計(jì)算電芯的充電狀態(tài)、健康狀態(tài)等參數(shù)，評估每個電芯的性能，并在電池處于危險情況時及時采取緊急措施控制邏輯，保護(hù)車輛駕駛安全。

● BMS通過收集各種數(shù)據(jù)來計(jì)算充電狀態(tài)。

 

小容量電池直接影響實(shí)際電池壽命

● 電動汽車電池組由多個串聯(lián)的磷酸鐵鋰或三元電芯組成。由于不同電芯的生產(chǎn)過程略有不同，在長期使用大電流的情況下，電芯的電壓不可避免地會逐漸變化。

● 根據(jù)短板效應(yīng)，小容量的電池直接影響實(shí)際電池壽命。在使用電池時，容量較小的電池最先達(dá)到截止電壓，這很容易導(dǎo)致過充電和過放電。這不僅影響了用戶體驗(yàn)，也對電池壽命和安全性產(chǎn)生了一定影響。

 

 

● 為了避免由于單個電壓和容量等方面的差異而導(dǎo)致電池的不平衡趨勢，需要電池管理系統(tǒng)（BMS）開始平衡電池。

 

磷酸鐵鋰電池的特性

● 如果車輛長時間處于快速充電操作狀態(tài)，電池之間的壓差將過大，導(dǎo)致車輛的巡航里程減少。

● 因此，每次換電池版本的車輛前往ev換電池站更換電池時，換電池站都會測試并保持電池壓差，以確保電池壓差在合理范圍內(nèi)，延長電池壽命。一般來說，電池平衡可以改變電池的狀態(tài)。電芯平衡的目的是將電池的每個電芯的狀態(tài)改變到相同的水平，這樣電池會更耐用。因此，電池平衡的含義是：

● 提高電芯的一致性，使每個電芯在正常使用過程中保持相同的狀態(tài)；

● 減緩電池老化，延長電池壽命；

● 防止電芯長期過充電和過放電引起的熱失控。

 

快速充電對電池的影響以及電池更換的優(yōu)勢

長期快速充電可能會導(dǎo)致電池過早老化，嚴(yán)重衰減的電池可能會經(jīng)歷電池壽命的跳躍：

 

● 高巡航航程的跳躍表現(xiàn)為短距離內(nèi)巡航航程的快速下降；

● 里程在中間跳躍，里程在200公里巡航狀態(tài)下上下波動；

● 當(dāng)?shù)屠锍烫S嚴(yán)重時，可能會導(dǎo)致車輛斷電，無法啟動。

 

 

電池更換具有以下優(yōu)點(diǎn)：

● 交換站具備進(jìn)行電芯平衡的條件。電站全天24小時監(jiān)控，全程監(jiān)控充電過程，及時監(jiān)控電池異常信息，凍結(jié)異常電池，平衡電池，直到平衡完成，測試正常后，才能轉(zhuǎn)移電池。

● 電芯平衡耗時、勞動密集且成本高昂。每次平衡電芯需要花費(fèi)大量時間。在電芯平衡沒有問題后，電池交換站將繼續(xù)跟蹤和檢測電芯的使用情況，這是耗時、勞動密集和成本高昂的。車輛蓄電池平衡由蓄電池交換站完成。

● 在車輛正常使用的情況下，您可以享受更高質(zhì)量的電池服務(wù)性能。