电动汽车BMS的主动均衡和被动均衡有何不同

  文章摘自：凌力尔特技术论坛-与非网（http://linear.eefocus.com/module/forum/thread-592924-1-1.html）

主动均衡和被动均衡，是电动汽车BMS业界争论热点之一。像极了华山剑派的气宗和剑宗，业内争论的不亦乐乎，业外看的却是不明所以。　　均衡之于动力锂电 池组的重要性就不再赘述，没有均衡的锂电池组就像是得不到保养的发动机，没有均衡功能的BMS只是一个数据采集器，很难称得上是管理系统。主动均衡和被动 均衡都是为了消除电池组的不一致性，但两者的实现原理可谓是截然相反。因为也有人把依靠算法由BMS主动发起的均衡都定义为主动均衡，为避免歧义，这里把 凡是使用电阻耗散能量的均衡都称为被动均衡，凡是通过能量转移实现的均衡都称为主动均衡。

　 　被动均衡先于主动均衡出现，因为电路简单，成本低廉至今仍被广泛使用。其原理是依照电池的电量和电压呈正相关，根据单串电池电压数据，将高电压的电池能 量通过电阻放电以与低电压电池的电量保持相等状态，也有以最高电压为判据，比如三元锂电最高4.2V，凡是超过4.2V就开始放电均衡。
　　因为BMS概念和产品最早是由国外提出，国外半导体厂商最先设计出专用IC，开始只是检测电压和温度，后来均衡的概念提出后，就采用了电阻放电的方法 并将这个功能加入到IC中(因为这个放电控制的功能容易集成进芯片里)，现在广泛应用的TI\MAXIM\LINER均有此类芯片在产，有的是将开关驱动 做到芯片里，有的甚至试图将开关也做进了芯片里。从被动均衡原理及示意图中我们可以看出，如果电池组比作木桶，串接的电池就是组成木桶的板，电量低的电池 是短板，电量高的就是长板，被动均衡做的工作就是“截长不补短”。电量高的电池中的能量变成热耗散掉，电能使用效率低。不仅如此，因为将电能转变成热量耗 散，带来了两难的问题，这就是如果均衡电流大，热量就多，最后如何散热成为问题；如果均衡电流小，那么在大容量电池组中、电量差别大的情况下所起到的电量 平衡作用效率很低，要达到平衡需要很长时间，在应用中有种隔靴搔痒的感觉。权衡利弊，所以现在被动均衡的电流一般都在百毫安(100mA)级别。
　　因为被动均衡的局限，主动均衡的概念得以提出并发展。主动均衡是把高能量电池中的能量转移到低能量电池中，相当于对木板“截长补短”。因为不像被动均 衡只有“截”，在如何“补”的问题上业内充分发挥了各自的优势和想象力，主动均衡的方案可谓异彩纷呈。除了飞度电容的方案(因为适用串数低，转移有局限性 而未能成为主流)，还有变压器的方案，变压器方案中又有各种拓扑结构。半导体厂家也设计了电池专用的DCDC转换芯片，命名为主动均衡控制芯片来推向市 场，显然是不想错过这班车。

主 动均衡带来的好处显而易见：效率高，能量被转移，损耗只是变压器线圈损耗，占比小；均衡电流可以设计的大，达到几安甚至10A级别，均衡见效快。虽然有这 些好处，主动均衡也带来了新的问题。首先是结构复杂，尤其是变压器方案。几十串甚至上百串电池需要的开关矩阵如何设计，驱动要怎么控制，这都是令人头痛的 问题，所以这也是为什么至今主动均衡功能无法完全集成进专用IC的原因，半导体厂家一直希望能做出大一统的芯片，但在BMS上实在是力有不逮。对BMS整 机厂家也是如此，主动均衡电路结构方面，少有厂家的设计可以令人耳目一新，击节叫好。其次是成本问题，复杂的结构必然带来复杂的电路，成本与故障率上升是 必然的，现在有主动均衡功能的BMS售价会高出被动均衡的很多，这也多少限制了主动均衡BMS的推广。

　　因为两种均衡功能各有利弊，

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论电动汽车BMS的主动均衡和被动均衡
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(出处: 凌力尔特技术社区)