關(guān)于電池組平衡，是指電池組中電芯的物理參數(shù)趨于多個(gè)電芯的平均值的過程。這個(gè)物理參數(shù)更多的是指電壓或SOC，具體表現(xiàn)為多個(gè)電芯之間的電壓。或者說SOC的一致性，通過BMS的管理來實(shí)現(xiàn)這一功能。但為什么電芯需要平衡？

 

電芯平衡是否必要

因?yàn)殡娦驹谥圃爝^程中難免會(huì)有不一致的地方，如金屬箔的面積、鍍層的均勻性、電解液的填充量、設(shè)備的操作等都不能完全一致，這就導(dǎo)致了電芯的直流內(nèi)阻（DCR）和電芯容量的差異。

即使這種差異很小，如果不加以控制，考慮到電池組中的電芯一般都是幾十或幾百個(gè)串聯(lián)起來的（為了保證輸出電壓足夠高，電芯一般都是串聯(lián)起來的）。最終，由于 “短板效應(yīng)”，整個(gè)電池組的容量和輸出電壓將大大降低。

這就是為什么有必要進(jìn)行電芯平衡，以實(shí)現(xiàn)各電芯之間相同的功率輸出，這不僅是為了保證電池組的容量，也是為了保證輸出電壓的一致性。

 

 

充電時(shí)，由于電芯是串聯(lián)的，DCR較高的電芯會(huì)更快達(dá)到充電截止電壓（三元鋰電池為4.2V）。如果終止充電，具有較小DCR的電芯將具有較小的SOC，因?yàn)樗鼈儧]有達(dá)到截止電壓，也就是說，未能完全充電將導(dǎo)致容量的浪費(fèi)，這對(duì)電動(dòng)汽車來說是極其不理想的。

 

電芯平衡的類型有哪些

電芯的平衡一般分為主動(dòng)平衡和被動(dòng)平衡。

 

被動(dòng)電池平衡

被動(dòng)式電芯平衡是指在充電過程中，利用電阻消耗高壓或高充電電芯的能量，以減少不同電芯之間的差距，這是一種能量消耗。當(dāng)每個(gè)單體電芯的電壓接近相同時(shí)，繼續(xù)充電。這個(gè)過程重復(fù)進(jìn)行，直到每個(gè)單體電芯的電壓接近相同。

 

主動(dòng)電池平衡

主動(dòng)式電芯平衡，利用儲(chǔ)能裝置等，將能量較多的電芯的部分能量轉(zhuǎn)移到能量較少的電芯上，這就是能量的轉(zhuǎn)移。在平衡充電過程中，控制開關(guān)交替地將電容器連接到兩個(gè)相鄰的電芯，接受高壓電芯的充電，并將電力投入低壓電芯，直到兩個(gè)電芯的電壓相同。

 

 

BMS是否平衡電芯

在正常情況下，電池組的實(shí)際SOC上限會(huì)設(shè)置在95%-97%之間，但在用戶界面上會(huì)顯示為100%，這是考慮到安全因素的設(shè)計(jì)。電芯單元平衡是為了平衡電芯單元之間的電壓或SOC不一致，可以通過特定手段調(diào)整電芯單元之間因物理性質(zhì)不一致而產(chǎn)生的充電不一致。

例如，當(dāng)一個(gè)電芯的SOC達(dá)到97%時(shí)，另一個(gè)電芯的SOC只有90%，所以BMS需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每個(gè)電芯的電壓或SOC數(shù)據(jù)進(jìn)行精確控制，并將SOC設(shè)定為97%。電芯內(nèi)部的電能被適當(dāng)釋放，或者電能直接充入SOC為90%的電芯中。這就是被動(dòng)電芯平衡和主動(dòng)電芯平衡的兩種方法。

 

 

雖然電芯平衡會(huì)導(dǎo)致充電時(shí)間的增加，但在達(dá)到電芯之間的一致性后，每個(gè)電芯的工作狀態(tài)趨于一致，整個(gè)電池組的容量不會(huì)因?yàn)閱蝹€(gè)電芯的壽命過早衰減而被破壞。 減少。由于電芯平衡的作用，每個(gè)電芯達(dá)到97%的SOC后，整個(gè)電池組就充滿了電，這樣一來，電池組一次充電的容量就達(dá)到了最佳狀態(tài)。

以同樣的方式，放電過程中也需要進(jìn)行電芯的平衡。其目的是保持每個(gè)電芯的電壓或SOC的一致性，避免出現(xiàn)一個(gè)電芯被過度放電而另一個(gè)電芯仍未達(dá)到放電截止電壓的情況。

也就是說，具有電芯平衡功能的電池組在充放電過程中可以達(dá)到最佳的SOC范圍，保證每個(gè)電芯可以在5%-97%的SOC范圍內(nèi)工作。而不是內(nèi)阻最大、容量最小的電芯的參數(shù)，整個(gè)電池組的可用SOC范圍被確定。

 

 

因此，可想而知，在進(jìn)行電芯平衡時(shí)，BMS需要多大的數(shù)據(jù)收集和處理能力來完成電芯平衡這項(xiàng)聽起來很簡(jiǎn)單的工作。如果你想知道BMS制造商有哪些，你可以參考十大電池管理系統(tǒng)供應(yīng)商。

 

電芯平衡是如何完成的

一般認(rèn)為，壓力差是電芯一致性的表現(xiàn)。BMS對(duì)電池組進(jìn)行平衡，希望減少壓差；要調(diào)整電芯單元的電壓，可行的方法只有一個(gè)，就是調(diào)整電芯的SOC，要調(diào)整壓差，就要調(diào)整SOC差（單獨(dú)對(duì)某一串充電或放電）。

另外，如果考慮到第一部分的表征參數(shù)（容量差、內(nèi)阻差和剩余功率差），電芯的容量和內(nèi)阻是電芯本身的特性，目前很難通過外部方法進(jìn)行調(diào)整，控制起來比較困難；但是，如果對(duì)電池組中的某一電芯進(jìn)行單獨(dú)充電或放電，可以改變電芯的剩余功率差，從而達(dá)到調(diào)整電芯一致性的目的。