節能環保一直是人們熱議話題，電動(dong)和(he)混合動(dong)力(li)汽(qi)車則提供了一種節省能源和(he)減少二氧化(hua)碳(tan)排放的(de)極(ji)好方式。然(ran)而(er)，電動(dong)和(he)混合動(dong)力(li)汽(qi)車重要(yao)弱點就在于(yu)其電池容量，以(yi)及由此帶來的(de)行駛(shi)距離的(de)限制。由于(yu)能夠(gou)安裝進汽(qi)車的(de)最(zui)大電池尺寸常(chang)常(chang)受到體積和(he)重量限制，因而(er)優化(hua)利用現(xian)有電池容量變得越來越重要(yao)。

　　要提供用于電動汽車的現代高性能電池所需的幾百伏電壓，通常需要將幾個單獨的電池單元以串聯方式相連接。電池組中的每個電池單元，電池單元容量、自放電率、溫度特性和電池阻抗等都各有不同，而且差異會隨著電池的老化而增大。當電池單元正在充電時，這種差異便會導致一種情形，即某些電池單元還沒有充滿足夠的電能，但另一些電池單元早已充滿電荷了。除非采取額外措施，否則充電器充(chong)電(dian)過程(cheng)必須終(zhong)止，因(yin)為如果某個電(dian)池單元過分充(chong)電(dian)，就會發生損壞(huai)、甚至有(you)可能(neng)完全毀(hui)壞(huai)。

　　類似的(de)情(qing)形也(ye)會在放電(dian)時發生(sheng)。與前相反，情(qing)況是(shi)某個電(dian)池(chi)單(dan)元(yuan)早已(yi)完(wan)全放電(dian)，而其它(ta)的(de)電(dian)池(chi)單(dan)元(yuan)仍然具(ju)有足夠的(de)能量可繼續為(wei)(wei)汽(qi)車提供(gong)動(dong)力（理論上的(de)）。然而，這(zhe)(zhe)時汽(qi)車不(bu)可能繼續行走，因為(wei)(wei)這(zhe)(zhe)會使較弱的(de)電(dian)池(chi)單(dan)元(yuan)過度放電(dian)，結果會導致電(dian)池(chi)單(dan)元(yuan)的(de)損毀(hui)。為(wei)(wei)了避免上述兩種(zhong)這(zhe)(zhe)些情(qing)況的(de)發生(sheng)，單(dan)個電(dian)池(chi)單(dan)元(yuan)之(zhi)間(jian)的(de)主動(dong)平衡是(shi)必須的(de)。

　　被動平(ping)衡方法將(jiang)可用能量轉化為熱損耗

　　目(mu)前(qian)廣(guang)泛使用的(de)方(fang)法(fa)是(shi)(shi)被(bei)動(dong)平衡(heng)技術，就是(shi)(shi)使用電阻將早已充滿(man)電的(de)電池單元再次放電，以便其它電池單元能夠(gou)繼續充電。這個方(fang)法(fa)的(de)缺點是(shi)(shi)顯而易見的(de)：

　　* 出(chu)于平(ping)衡(heng)的(de)目的(de)，電(dian)池(chi)只(zhi)能被放電(dian)

　　* 旁路電阻的(de)放電電流(liu)引起功率損耗

　　* 寶貴的能量轉(zhuan)化為(wei)熱量，不能為(wei)汽(qi)車提供動力

　　* 減少汽車的行駛(shi)距(ju)離

　　被動平衡方法(fa)僅(jin)能將儲存(cun)在電(dian)池(chi)(chi)單(dan)元(yuan)(yuan)中(zhong)的(de)(de)能量轉化為(wei)熱損耗，而主動平衡則能夠(gou)將一(yi)(yi)個電(dian)池(chi)(chi)單(dan)元(yuan)(yuan)中(zhong)的(de)(de)電(dian)荷傳(chuan)送至另一(yi)(yi)電(dian)池(chi)(chi)單(dan)元(yuan)(yuan)。實現電(dian)荷傳(chuan)送有幾種方法(fa)，如使(shi)用開(kai)關電(dian)容或(huo)電(dian)感(gan)。當使(shi)用電(dian)容式(shi)方法(fa)時，電(dian)容會(hui)與有較高電(dian)壓的(de)(de)電(dian)池(chi)(chi)單(dan)元(yuan)(yuan)并(bing)聯(lian)。一(yi)(yi)旦此電(dian)池(chi)(chi)單(dan)元(yuan)(yuan)完成(cheng)充(chong)電(dian)，它即與有較低電(dian)壓的(de)(de)電(dian)池(chi)(chi)單(dan)元(yuan)(yuan)并(bing)聯(lian)，能夠(gou)繼續為(wei)其充(chong)電(dian)。此過程會(hui)不斷重復，直至所有電(dian)池(chi)(chi)單(dan)元(yuan)(yuan)都(dou)達到相(xiang)同的(de)(de)電(dian)壓為(wei)止。

　　使(shi)用電(dian)容(rong)器的(de)方法具有很(hen)高的(de)成本效益，但(dan)有個缺點(dian)就是平均(jun)的(de)平衡電(dian)流(liu)被(bei)限制(zhi)(zhi)在(zai)50mA以下(xia)。使(shi)用電(dian)感方法則不存(cun)在(zai)此限制(zhi)(zhi)，并且在(zai)此情況下(xia)，很(hen)容(rong)易便(bian)達到1A或以上的(de)平衡電(dian)流(liu)。

　　用主動平(ping)衡法(fa)實現快速和幾(ji)乎無(wu)損耗的(de)電荷(he)傳送(song)

　　主(zhu)動平衡是(shi)通過并聯(lian)電感(gan)和需(xu)獲取(qu)電荷的電池來(lai)實現的。此結果(guo)導(dao)致(zhi)線圈中的電流持續增(zeng)加。

　　一旦(dan)線圈(quan)已經從通(tong)過晶體(ti)管放(fang)電(dian)(dian)的(de)電(dian)(dian)池單(dan)元中去(qu)耦，電(dian)(dian)感中儲存的(de)能(neng)量可(ke)通(tong)過一個二極管對鄰近電(dian)(dian)池充電(dian)(dian)。因而電(dian)(dian)荷可(ke)以(yi)在兩(liang)個單(dan)獨(du)的(de)電(dian)(dian)池單(dan)元之間來回(hui)地(di)移動，實現極高效率(lv)并且(qie)幾乎無損耗。此方法(fa)具有某(mou)些決定性的(de)優點：

　　* 平衡電流可能達到1A或(huo)以上

　　* 平衡在本質上是無損耗的

　　* 平衡極其(qi)快速

　　* 增加(jia)了(le)效(xiao)率(lv)和(he)電池容量

　　* 增加了汽車的行駛距(ju)離(li)

　　相比(bi)所提到的(de)(de)其它方(fang)法，使(shi)(shi)用電(dian)(dian)感實施主動平衡并(bing)不算(suan)是低成本的(de)(de)方(fang)法，因(yin)為當中使(shi)(shi)用了(le)成本相對較(jiao)高的(de)(de)電(dian)(dian)感元件(jian)。然而，這并(bing)不完全是個(ge)問題(ti)。現代高性能電(dian)(dian)池目前的(de)(de)成本接近10,000美元。而使(shi)(shi)用電(dian)(dian)感平衡方(fang)法，即(ji)使(shi)(shi)只獲得了(le)額外的(de)(de)10%容量(liang)(liang)，也代表(biao)了(le)1,000美元的(de)(de)價值--此金(jin)額可以(yi)用于購(gou)買大(da)數量(liang)(liang)的(de)(de)電(dian)(dian)感器件(jian)。

　　鋰離子電池基(ji)于安全的(de)(de)原因(yin)，必須監控(kong)單(dan)(dan)(dan)個電(dian)(dian)池(chi)單(dan)(dan)(dan)元，因(yin)為過(guo)載會發生燃燒，在(zai)極端情況下甚(shen)至會發生爆炸。與過(guo)壓(ya)、欠壓(ya)和(he)溫度監控(kong)一樣，精確的(de)(de)充電(dian)(dian)條件測(ce)定(ding)等附(fu)加功(gong)能(neng)也是(shi)需要的(de)(de)。在(zai)半導體(ti)市場上(shang)已提供(gong)能(neng)實現所(suo)有(you)這些功(gong)能(neng)與不同的(de)(de)平(ping)衡方法的(de)(de)元件。使用先進(jin)的(de)(de)主(zhu)動電(dian)(dian)池(chi)單(dan)(dan)(dan)元平(ping)衡解決方案(an)（如愛特梅爾(er) ATA6870電(dian)(dian)池(chi)管理(li)電(dian)(dian)路(lu)）每一個電(dian)(dian)池(chi)單(dan)(dan)(dan)元都有(you)單(dan)(dan)(dan)獨(du)的(de)(de)電(dian)(dian)子監控(kong)，以便提供(gong)如充電(dian)(dian)狀態測(ce)定(ding)、主(zhu)動/被動平(ping)衡或過(guo)壓(ya)、欠壓(ya)和(he)溫度監控(kong)等功(gong)能(neng)