鋰電池被動(dòng)均衡拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)詳解

被動(dòng)電池均衡拓?fù)涫侵父吣芰繂误w通過并聯(lián)電阻，將多余的能量通過電阻轉(zhuǎn)化為熱量并損失掉，直到與其他單體的能量基本相等的一種均衡電路。

被動(dòng)均衡拓?fù)?/p>

實(shí)現(xiàn)被動(dòng)均衡的一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)原理圖如下圖所示：

該均衡的實(shí)現(xiàn)方法為：電池組首先采集和判斷各個(gè)單體的能量，當(dāng)檢測(cè)到其中某個(gè)單體的能量最高時(shí)，且不一致性大于均衡開啟條件，則控制電路通過控制開關(guān)器件接通該單體并聯(lián)的電阻，單體的能量通過電阻進(jìn)行損耗，直到該單體的能量滿足不均衡工作的要求時(shí)，斷開開關(guān)器件。這種均衡拓?fù)鋾?huì)降低電池組的能量使用率，同時(shí)會(huì)帶來散熱問題，均衡電流較小，但由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易控制且成本低，仍然被廣泛使用。

另一種實(shí)現(xiàn)方法是利用齊納二極管導(dǎo)通原理，如下圖所示，選擇齊納二極管的導(dǎo)通電壓為單體充滿能量對(duì)應(yīng)的電壓值，其工作過程為：當(dāng)對(duì)應(yīng)齊納二極管的導(dǎo)通電壓低于被均衡單體的端電壓時(shí)，其所在回路導(dǎo)通，從而單體的能量通過對(duì)應(yīng)電阻進(jìn)行損耗，直到單體的端電壓下降到齊納二極管穩(wěn)壓值以下。該均衡拓?fù)鋬H僅適用于鉛酸等可以長(zhǎng)時(shí)間過充電的化學(xué)電池，但較少應(yīng)用于鋰電池。

被動(dòng)均衡拓?fù)涫禽^為常用的均衡電路，因?yàn)榭刂品浅：?jiǎn)單，均衡電路比較簡(jiǎn)單，成本低，所以能夠得到廣泛應(yīng)用。但是消耗電池組的能量，并且產(chǎn)生大量熱，會(huì)降低電池組可用容量，并且?guī)戆踩[患，與具有主動(dòng)均衡設(shè)計(jì)的電池組相比，壽命較短。

德州儀器（TI BMS AFE方案）

精確的監(jiān)控可提高電源使用效率，從而延長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間并降低電池尺寸和成本。在各種電池管理系統(tǒng)中，監(jiān)控器和平衡器可實(shí)時(shí)提供電池電壓、溫度和電流的精確讀數(shù)。如下是TI BMS AFE所有的相關(guān)產(chǎn)品。

如下是BQ79616-Q1中關(guān)注均衡的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可以看到其內(nèi)部是通過MOSFET來控制外部的Cell單元進(jìn)行被動(dòng)均衡。

ADI BMS AFE方案

如下是ADI主流的電池均衡器ADBMS1818，可以看到其也是通過內(nèi)部MOSFET來控制外部的Cell單元進(jìn)行被動(dòng)均衡。