有源電池平衡技術(shù)幫助增加大型鋰離子電池組供電能力

一些消費(fèi)類應(yīng)用要求單鋰離子電池（如手機(jī)），或者需要三節(jié)串聯(lián)和兩節(jié)并聯(lián)電池（如筆記本電腦）。這就引發(fā)了對(duì)更高功率、更高容量以及更加穩(wěn)健電池組的需求。串聯(lián)安裝電池可以提高電壓，而并聯(lián)安裝的電池則可以增加容量。這些電池組數(shù)量不一，從筆記本電腦使用的六節(jié)電池到電動(dòng)汽車中使用的數(shù)百節(jié)電池，這給電池設(shè)計(jì)人員帶來(lái)許多新的設(shè)計(jì)困難。
　　這些大容量電池需要先進(jìn)的管理來(lái)確保獲得高品質(zhì)的設(shè)計(jì)。我們必須考慮合適的溫度、電壓和電流測(cè)量。隨著鋰離子電池組越來(lái)越大型，要求更多地關(guān)注散熱管理、電池組可靠性、電池使用壽命和電池平衡。實(shí)際上，隨著電池組中所需電池?cái)?shù)量的增加，電池單元之間的溫度、容量和串聯(lián)阻抗差異成為一個(gè)重要問(wèn)題。本文將主要討論這些差異帶來(lái)的影響，以及如何在電池設(shè)計(jì)中控制這些差異。
　　問(wèn)題：電池狀態(tài)不匹配
　　電池的作用是為其主機(jī)存儲(chǔ)和提供能量。我們想盡可能多地向（從）電池組存儲(chǔ)和獲取能量。妨礙多節(jié)電池組完成這一工作的主要方面是電池阻抗。讓我們來(lái)看一看其是如何影響向電池主機(jī)供電的。
　　在鋰離子電池組中，存在一些允許每節(jié)串聯(lián)電池達(dá)到的預(yù)定義電壓最小值和最大值。這是一種由電池組中IC控制的安全特性，請(qǐng)參見(jiàn)圖1A。只要每一節(jié)電池均保持在過(guò)壓和欠壓斷開(kāi)范圍之間，則該電池組便能夠放電和充電。如果一節(jié)電池達(dá)到上述任何一個(gè)閾值，則整個(gè)電池組便會(huì)關(guān)閉（欠壓），從而讓主機(jī)本應(yīng)可用的電池組處于無(wú)法充電狀態(tài)（請(qǐng)參見(jiàn)圖1B）。另外，它不允許充電器向電池組充入應(yīng)有的大量能量（請(qǐng)參見(jiàn)圖1C）（過(guò)壓）。
　　
　　圖1：電池不平衡對(duì)于電池容量使用的影響。
　　電池不平衡的原因有很多：
　　* 非均勻熱應(yīng)力
　　* 阻抗變量
　　* 低電池容量匹配
　　* 化學(xué)差別