锂电池组均衡方式的研究现状_李志扬1
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综 述
2
018.9 Vol.42 No.9
收
稿日期
：
2
018- 02- 04
基
金项目
：
江苏高校优势学科建设工程资助项目
[
苏
政办发
(
2014)
37
号
]
；
南通市应用研究计划项目
(
BK2014053)
；
南通市应用基础
研究
项目
(
GY12016045
、
G
Y12016054)
作
者简介
：
李志扬
(
1964
—
)
，
男
，
江
苏省人
，
教授
，
硕士
，
主要研究方
向为新能源汽车和燃料电池
。
通信作者
：
倪红军
(
1965
—
)
，
男
，
江
苏省人
，
教授
，
博士
，
主要研究方
向为新能源汽车和燃料电池
。
1
404
锂电池组均衡方式的研究现状
李
志扬
，
陈雨飞
，
吕帅帅
，
鲁文凡
，
倪红军
(南通大学
机械工程学院，江苏 南通 226019)
摘
要
：
电池组均衡技术是电池管理系统关键技术之一
，
良好的均衡方式对克服电池组的不一致性及提高锂电池组的使
用寿命具有重大意义
。
综述了锂电池组的主要均衡方式
，
评述了国内外均衡方式的研究现状
，
比较了各种均衡方式的优
缺点
，
总结了电池组均衡方式的研究发展方向
。
关键词
：
不一致性
；
均衡方式
；
主动均衡
；
被动均衡
中图分类号
：
T
M912.9
文
献标识码
：
A
文
章编号
：
1
002- 087X(2018)09- 1 404- 04
Res
earch status of equalization methods of Li-ion battery pack
L
I Zhi-yang，CHEN Yu-fei，LV Shuai-shuai，LU Wen-fan，NI Hong-jun
(School of Mechanical Engineering, Nantong Universi ty，Nantong Jiangsu 226019，China)
A
bstract
：
T
he battery equa liza tion technology is one of the key technologies of the ba ttery manage ment s ys tem. A
well- bala nce d me thod is of grea t s ignifica nce to overcome the inconsistency of the ba ttery pack a nd improve the
service life of th e lithium battery pa ck. This pa pe r reviews the main equilibrium methods of lithium battery packs ,
reviews the resea rch status of dome s tic and interna tional bala nced methods, compares the adva ntages and
disadva ntages of va rious bala nce d methods , and summarizes res earch and development directions of ba ttery pack
bala nce d methods .
Key words : incons is te ncy
；
e
qualization
；
a
ctive equalization
；
p
as s ive equa liza tion
近年来，新能源汽车行业处于一个蓬勃发展的阶段。尤其
锂电池因为比能量大，体积小，热效应小，无记忆性，寿命长等
方面优点，成为电动汽车动力电池的首选。
伴随着汽车操作系统功能越来越多，安全性能的要求越
来越高，对锂电池组的要求也越来越高，锂电池组由单体锂电
池串联而成，由于锂电池生产加工工艺的制约，单体锂电池之
间存在着电压、电阻、容量等差异，造成电池组使用时的不一
致性的存在，从而对锂电池使用的寿命和容量产生影响，并且
随着使用的时间越长，寿命和容量越低。解决锂电池组不一致
的问题，除在生产工艺中控制外，另外有效的方法就是研究电
池组的均衡方式，通过有效的均衡方式，改善电池组的不一致
性现象，提高锂电池组的使用寿命。
1
均
衡方式
当前的主要均衡方式有主动均衡型和被动均衡型
[
1]
。被
动
均衡是通过消耗能量来实现均衡，也称能耗均衡或者有损均
衡；主动均衡通过电容、电感、变换器从高电压的单体电池中
转移能量到低电压的单体电池中，从而实现电池组的均衡，也
称非能耗均衡或者无损均衡。
1
.1
被
动均衡型
被动均衡型，采用电
阻等耗能元件并联在单体电池电路
中，对电压过高的单体电池的电量以热量形式进行消耗，也可
以对多节单体电池同时进行均衡。因为将电能转变成热量耗
散，所以均衡电流是一个非常关键的因素，若均衡电流大，产
生的热量则大，就需要解决散热问题；若均衡电流小，则在大
容量电池组中进行均衡的效率很低，需要完成电池组均衡所
需的时间较长。
每个锂电池单体上并联一个耗能电阻和通断开关。通断
开关的控制由单片机系统软件进行控制，耗能电阻的选型应
该建立在考虑热量消耗和均衡效率等基础上。该方式应用灵
活，操作简单，成本低，目前被广泛应用于锂电池组中，但因为
消耗能量产生的热量但因为耗能电阻的选型问题，一般选择
于均衡充电过程中，适用于小容量电池。Jae-Won K 等
[
2]
在
其专
利中提出根据 OCV-SOC 曲线变化，利用电阻进行被动均衡的
方法，图 1 为这种方式的均衡原理图，DR1、2、3 为消耗电阻，
OCV-SOC 曲线斜率小的阶段，暂停均衡，曲线斜率大的阶段，
进行均衡。
1
.2
主
动均衡型
1
.2.1
旁
路法均衡
这种方法适用于静置的充电过程。在充放电过程中
，当单
体电池的电压达到阀值时，通过控制开关使电路中的充电电
流不流通该单体电池，即把该单体电池从整个电池组中暂时
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