储能电池均衡技术详解：被动均衡与主动均衡方案对比
储能电池均衡技术详解：被动均衡与主动均衡方案对比
在锂电池应用中，电池均衡技术是确保电池组性能和延长使用寿命的关键。本文将为您详细介绍被动均衡和主动均衡两种主要方案的原理、优缺点及应用场景，帮助您全面了解这一重要技术。
在锂电池应用中，我们需要将单体锂电池进行串联和并联，组成不同电压和不同容量的电池组进行使用。在电池使用过程中，由于有生产、老化、温度影响或不同的负载条件等影响，每节电池的电压和容量是有差异的，这种差异在电池组充放电过程中会越来越大，随着时间的推移，电池组的整体寿命会缩短。因此，为了延长电池寿命，这些电池之间固有的差异催生了电池均衡的需求。
一般在保护板或电池管理系统设计中会增加均衡这一功能，均衡的主要原理就是在充放电过程中，将提前充满的单体电池电量进行消耗或转移，使其他还未充满或放空的单体能够继续充电，从而保证电池组整体能够充的更满。现有均衡方案主要分为被动均衡和主动均衡两种。
被动均衡又称为能量耗散式均衡，工作原理是在每节电芯上并联一个电阻。当某个单体电池已经提前充满，而又需要继续给电池包充电时，接上电阻，对其进行放电，把多余的能量耗掉。
优点
- 简单性：被动平衡需要很少的额外元素，因此设计和部署相对容易。
- 低成本：与主动平衡方法相比，被动平衡由于其简单性而具有成本效益。
缺点
- 能量损失：大量的能量以热的形式释放，导致能量损失，导致整体效率降低。
- 热管理：在高功率应用中，以热量形式释放的能量可能需要额外增加冷却系统。
主动均衡又称非能量耗散式均衡，其原理为将提前充满的电芯内的能量转移到还未充满的电芯中去，保证电池组每节电芯都能充满。主动均衡由于不损耗电池能力，在电池放电过程中也能发挥作用。
与被动平衡相比，额外的能量只是以热量的形式消耗掉，主动平衡试图将这些额外的能量重新分散到电池组中需要充电的其他电池上。因此，在提高电池系统整体效率的同时，它还减少了能量损失。
优点
- 能源效率：主动平衡不会消耗多余的能量，而是将其重新分散，从而提高整体效率。
- 速度：为了均衡电池之间的电荷不平衡，主动方法通常很快。
- 灵活性：主动平衡方法可以轻松适应多种应用和电池化学成分。
缺点
- 复杂性：额外的元件和控制技术使主动平衡设计更加复杂。
- 成本：在组件和设计工作中，复杂性越高，成本越高。
主动和被动平衡方法都有不同的优点和缺点，在开发需要平衡的BMS时，我们应该在不同的平衡方法之间做出关键的选择。
系统效率
复杂性和成本
平衡速度
储能容量及类型
被动平衡：对于较小的电池组或更高效率不是关键因素的应用，被动平衡就足够了。
主动平衡：它经常用于需要效率和精度控制的大型系统。
- 可靠性与维护
被动平衡：虽然有限的元件意味着潜在的更高可靠性，但由于能量损失，仍然需要更快的维护。
主动平衡：由于复杂性，它可能容易出现故障，但它仍然提供精确的控制和效率。
将电池平衡技术结合到BMS中时，需要深入了解所选平衡方法和BMS的整体系统结构。大秦数能在BMS研发过程中，以准确的控制策略、精心的设计、强大的安全机制以及完整的诊断和维护方法为基准，不断完善各项功能，推出达到行业一线水平的BMS产品。