鋰電池保護板的主動均衡和被動均衡有什么區(qū)別
來源：寶鄂實業(yè)
2020-07-28 20:19
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1.被動均衡
被動均衡一般通過電阻放電的方式，對電壓較高的電池進行放電，以熱量形式釋放電量，為其他電池爭取更多充電時間。這樣整個系統(tǒng)的電量受制于容量最少的電池。充電過程中，鋰電池一般有一個充電上限保護電壓值，當某一串電池達到此電壓值后，鋰電池保護板會切斷充電回路，停止充電。如果充電時的電壓超過這個數(shù)值，也就是俗稱的“過充”，鋰電池就有可能燃燒或者爆炸。因此，
被動均衡的優(yōu)點是成本低和電路設計簡單；而缺點為是以最低電池殘余量為基準進行均衡，無法增加殘量少的電池的容量，及均衡電量100％以熱量形式被浪費。鋰電池保護板一般都具備過充保護功能，防止電池過充。
充電過程中2號電池先被充電至保護電壓值，觸發(fā)鋰電池保護板的保護機制，停止電池系統(tǒng)的充電，這樣直接導致1號、3號電池無法充滿。整個系統(tǒng)的滿充電量受限于2號電池，這就是系統(tǒng)損失。為了增加電池系統(tǒng)的電量，鋰電池保護板會在充電時均衡電池。如圖3所示，均衡啟動后，鋰電池保護板會對2號電池進行放電，延遲其達到保護電壓值的時間，這樣1號、3號電池的充電時間也相應延長，進而提升整個電池系統(tǒng)的電量。但是，2號電池放電電量100%被轉(zhuǎn)換成熱量釋放，造成了很大的浪費（2號電池的散熱是系統(tǒng)的損失，也是電量的浪費）。
除了過充對電池會有嚴重影響外，過放也會造成電池嚴重損壞。同樣，鋰電池保護板具備過放保護功能。放電時，2號電池的電壓到達放電保護值時，觸發(fā)鋰電池保護板的保護機制，停止系統(tǒng)放電，直接導致1號、3號電池的電池余量無法被完全使用，均衡啟動后會改善系統(tǒng)過放。
被動均衡的優(yōu)點是成本低和電路設計簡單；而缺點為是以最低電池殘余量為基準進行均衡，無法增加殘量少的電池的容量，及均衡電量100％以熱量形式被浪費。
2.主動均衡
主動均衡是以電量轉(zhuǎn)移的方式進行均衡，效率高，損失小。不同廠家的方法不同，均衡電流也從1～10?A不等。目前市場上出現(xiàn)的很多主動均衡技術不成熟，導致電池過放，加速電池衰減的情況時有發(fā)生。市場上的主動均衡大多采用變壓原理，依托于芯片廠家昂貴的芯片。并且此方式除了均衡芯片外，還需要昂貴的變壓器等周邊零部件，體積較大，成本較高。
被動均衡適合于小容量、低串數(shù)的鋰電池組應用，主動均衡適用于高串數(shù)、大容量的動力型鋰電池組應用。對BMS來講，除了均衡功能非常重要，背后的均衡策略更為重要。
每6串電池為一組，取6串電池的總電量轉(zhuǎn)移給容量小的電池。電感式主動均衡以物理轉(zhuǎn)換為基礎，集成了電源開關和微型電感，采用雙向均衡方式，通過相近或相鄰電池間的電荷轉(zhuǎn)移均衡電池，并且不論電池處于放電、充電還是靜置狀態(tài)，都可以進行均衡，均衡效率高達92%。
其放電和充電工作原理，2號電池將電量轉(zhuǎn)移給1號、3號電池。高效的電荷轉(zhuǎn)移，使得充電時3個電池的電壓一直保持在均衡狀態(tài)下，這樣所有電池都能充滿。鋰電池保護板在放電時，也可均衡電池。1號、3號電池將電量轉(zhuǎn)移給2號電池，3個電池的電壓一直在均衡狀態(tài)下放電，這樣所有電池電量都能用完。
系統(tǒng)主要由單體電池保護板管理電路與整車控制器組成，單體電池管理電路由單體電池檢測單元和單體電池均衡充電單元構(gòu)成，檢測單元采用基于自適應Kalman濾波算法計算單體電池sOC，均衡充電單元采用反激變換器實現(xiàn)由電池組整體向單體SOC較低的電池進行補充電，從而實現(xiàn)各單體電池SOC在可控制范圍內(nèi)的一致。
各單體電池管理電路之間的通信方式采用的是CAN總線通信，單體電池管理電路與整車控制器之間是通過CAN-USB總線適配器實現(xiàn)通信。整車控制器通過USB-CAN總線適配器與單體電池管理電路的CAN總線相連接，實現(xiàn)了對單體電池管理電路信息的發(fā)送和接收。通過采用CAN總線的分布式結(jié)構(gòu)，減少了系統(tǒng)的連線，便于系統(tǒng)安裝調(diào)試。
