原创 电池管理系统（三）

电池均衡

起始在搜寻网络上的资料时候，心中有个疑惑萦绕自己的脑海之中，为什么要用到均衡技术？(没有均衡的锂电池组像是得不到保养的发动机)TESLA到底BMS用的是主动均衡还是被动均衡？(被动均衡)以及在这个过程TESLA为什么选择这种方式来设计自己的产品？(TESLA采用松下特制的18650锂电池，本身一致性比较好)国内大多对于两种均衡会采用哪种方式，这种方式是出于什么样的因素来思考问题？(被动均衡，主要成本以及电路实现简单)如果后续对于均衡的发展的话，会有哪种更加好的方式来代替现在两种方式？(依旧有可能是主动均衡，前提是伴随着IC芯片发展以及生产出更好的均衡IC，成本方面下降等因素)

先来说说均衡的发展历史，好对当中来龙去脉有个比较清晰的了解，起初是被动均衡先被IC芯片厂家发现，为什么呢？主要在于这个过程所需要的技术，芯片对于电压，电流以及温度采集，所以导致相对应的芯片供应商在这块能够把所有的功能集成在一起，而在后续推广这块芯片。然而在现实中随着权衡这方面的利弊，最终被动均衡的电流一般都在100mA左右，导致了相对应的局限，所以主动均衡的概念得以应运而生。与被动均衡，主动均衡带了效率高，能量被转移，损耗知识变压器线圈损耗，占比小。而且在这个过程中均衡电流可以设计的很大能达到几安甚至几十安，均衡效果见效快，同时带来了新的问题就是结构复杂，成本较高等缺陷。



在最后的这个时刻看到林教授的这个观点却是不同，

“去年经过专家评选的某主动均衡技术荣获某锂电金球奖。其理由是它的核心技术--主动均衡技术能够延长电池寿命30%续航里程20%。这一看就不靠谱。因为根本无法定量。你和谁比能够延长寿命30%？和自己比有意义吗？和没有均衡比吗？那你的水平就差远了。和别人比，应该与最好的比才有意义。世界上不说最好的至少还可以的BMS都没有均衡问题。你怎么延长寿命30%呀？延长续航里程也是一样的道理。比如克莱斯勒的Fiat500e,它的SOC容许一直放到5%。请问你还怎么延长20%的续航里程呀？再进一步说，主动均衡难吗？硬件2008年TI就向我当时所在的公司推销它的主动均衡IC了。算法不外乎是同模组到电池相互均衡和不同模组之间的电池相互均衡。通用汽车公司早在6-7年前就已经完成了仿真验证。连文章都有了。从算法角度讲完全没有难度可言。而且主动均衡根本也不是网上说的是“主动均衡功能一直以来是国外产品的杀手锏”。

国外为什么基本上不用主动均衡呢？主要是考虑到成本问题。如果被动均衡就能够搞定，为什么要用主动均衡呢？国内为什么极力鼓吹主动均衡呢？笔者认为主要是被动均衡搞不定。说起被动均衡，绝大多数人告诉笔者说是因为国内电池质量太差一致性不好。但是通过交谈笔者发现根本原因在于概念不清、方法不对。要不然怎么会开车时均衡会越均衡越差？均衡的效果是可以计算出来的。所谓多重均衡技术，分明是没有一种手段可以搞定均衡。有人说被动均衡浪费了很多电。所以不好。以96节串联的电池组为例，我们可以算出在最差情况下，被动均衡到底浪费了多少电。如果均衡电流是0.1A，一节电池在被均衡时大约要浪费0.4W。最差的情况是有95节电池都需要放电，所以，最差情况是有0.4X95=38W。还不如汽车的一个大灯（大约45瓦）费电。如果不是最差的情况，也许只要十几瓦甚至几瓦就够了。所以，尽管被动均衡浪费了一点电，但是它如果能够极大地延长电池的寿命，何乐不为呢？还有人说，对于比较大的安时容量的电池来说0.1A电流太小。如果能够把不均衡消灭在萌芽状态，就不会有无能为力情况的出现。如果电芯本身已经不能正常工作了，无论是主动均衡还是被动均衡都是无能为力的。所以，不能完全责怪电池的一致性不好。也需要从自身找原因。

笔者曾经做过的车里有两款PHEV的车，开了才几个月电池组内的SOC相差高达45%。而且由于SOC、SOP的问题，车在路上经常抛锚。公司一致认为是电池质量问题而且一致同意更换电池供应商。但是我仅仅只是更改了算法，就把均衡的问题解决了。而且是在公司明确规定不许充电的情况下做的。因为已经有一辆车由于电池问题出了事故。电池组中电芯SOC的差别由45%降到了3%。现在车已经行驶了十几万公里了。抛锚的问题再也没有发生过。



”

其实说到底最后用什么还真像在均衡里面的总结一样，需要相对应的策略。“在应用的也需要考虑相对应的策略，就好比相对应的电池一致性比较差的时候，电量与电压相关性没有那么强的过程中时候，这时候的均衡就不能单纯考虑电压的数据来看。”

参考文档:什么才是动力电池管理系统（BMS）的核心技术？“林健”

论电动汽车BMS的主动均衡和被动均衡“宋天来”