節能環保一直是(shi)人(ren)們熱議話(hua)題，電(dian)動和(he)(he)混合動力汽車則提(ti)供了一種節省能源和(he)(he)減少二氧化(hua)碳(tan)排(pai)放的(de)極好方式。然而，電(dian)動和(he)(he)混合動力汽車重要(yao)弱點就在(zai)于其電(dian)池容量，以(yi)及(ji)由此帶來的(de)行駛距離的(de)限(xian)制。由于能夠安裝進汽車的(de)最大電(dian)池尺寸常常受到體積和(he)(he)重量限(xian)制，因(yin)而優化(hua)利(li)用現有電(dian)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(guo)程必須終止，因為如(ru)果某個電(dian)池單元過(guo)分(fen)充(chong)電(dian)，就會發生損壞、甚至(zhi)有可能完全毀壞。

　　類似的(de)情(qing)形也會在放電(dian)時發生(sheng)。與前相反，情(qing)況(kuang)是(shi)某個電(dian)池(chi)(chi)單(dan)元(yuan)早已(yi)完全(quan)放電(dian)，而(er)其它的(de)電(dian)池(chi)(chi)單(dan)元(yuan)仍(reng)然(ran)具(ju)有(you)足夠的(de)能(neng)(neng)量可繼續為(wei)(wei)汽(qi)車提供動(dong)(dong)力(li)（理(li)論上的(de)）。然(ran)而(er)，這(zhe)時汽(qi)車不可能(neng)(neng)繼續行走，因為(wei)(wei)這(zhe)會使較弱的(de)電(dian)池(chi)(chi)單(dan)元(yuan)過度放電(dian)，結(jie)果會導致電(dian)池(chi)(chi)單(dan)元(yuan)的(de)損毀。為(wei)(wei)了避免上述兩種這(zhe)些(xie)情(qing)況(kuang)的(de)發生(sheng)，單(dan)個電(dian)池(chi)(chi)單(dan)元(yuan)之間的(de)主動(dong)(dong)平衡是(shi)必須的(de)。

　　被動平衡方法將可用能(neng)量(liang)轉化為熱損耗(hao)

　　目前廣(guang)泛使用(yong)的(de)(de)(de)方法(fa)是(shi)被動平衡技術，就是(shi)使用(yong)電(dian)(dian)阻將早已充滿(man)電(dian)(dian)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)池(chi)單元再(zai)次放電(dian)(dian)，以便其它電(dian)(dian)池(chi)單元能夠繼續充電(dian)(dian)。這個方法(fa)的(de)(de)(de)缺(que)點是(shi)顯而易見的(de)(de)(de)：

　　* 出于(yu)平衡的目的，電池(chi)只(zhi)能被放(fang)電

　　* 旁路電阻的放電電流引起功率損耗(hao)

　　* 寶(bao)貴的(de)能量轉化為熱量，不能為汽車提供動力

　　* 減少汽車(che)的行(xing)駛距離

　　被動平衡方法(fa)僅(jin)能將儲存(cun)在電(dian)(dian)池(chi)(chi)單(dan)元(yuan)中(zhong)的(de)能量(liang)轉化為熱(re)損(sun)耗(hao)，而主動平衡則能夠(gou)將一(yi)個(ge)電(dian)(dian)池(chi)(chi)單(dan)元(yuan)中(zhong)的(de)電(dian)(dian)荷傳送(song)至另一(yi)電(dian)(dian)池(chi)(chi)單(dan)元(yuan)。實現電(dian)(dian)荷傳送(song)有幾種方法(fa)，如使用(yong)開關(guan)電(dian)(dian)容(rong)或電(dian)(dian)感。當使用(yong)電(dian)(dian)容(rong)式(shi)方法(fa)時(shi)，電(dian)(dian)容(rong)會與有較高(gao)電(dian)(dian)壓的(de)電(dian)(dian)池(chi)(chi)單(dan)元(yuan)并聯(lian)。一(yi)旦(dan)此(ci)(ci)電(dian)(dian)池(chi)(chi)單(dan)元(yuan)完成充(chong)電(dian)(dian)，它即與有較低電(dian)(dian)壓的(de)電(dian)(dian)池(chi)(chi)單(dan)元(yuan)并聯(lian)，能夠(gou)繼續為其充(chong)電(dian)(dian)。此(ci)(ci)過程會不斷重復，直至所(suo)有電(dian)(dian)池(chi)(chi)單(dan)元(yuan)都達到相(xiang)同的(de)電(dian)(dian)壓為止。

　　使(shi)用電(dian)容器(qi)的方法具有很高的成(cheng)本效益，但有個缺點就是平(ping)均的平(ping)衡電(dian)流被限(xian)制在50mA以(yi)下(xia)。使(shi)用電(dian)感方法則不存在此限(xian)制，并且(qie)在此情(qing)況下(xia)，很容易便達到1A或以(yi)上(shang)的平(ping)衡電(dian)流。

　　用(yong)主(zhu)動平衡法實現(xian)快速(su)和幾乎(hu)無損耗的電荷傳送(song)

　　主(zhu)動平衡是通過并聯電(dian)(dian)感和需獲取(qu)電(dian)(dian)荷的(de)(de)電(dian)(dian)池來實現的(de)(de)。此結果導致線圈中的(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)持續增加。

　　一旦線圈已經從通過晶體管放(fang)電(dian)的(de)電(dian)池單元(yuan)中去耦，電(dian)感(gan)中儲存的(de)能(neng)量可通過一個(ge)二極管對鄰近電(dian)池充電(dian)。因而電(dian)荷可以在兩個(ge)單獨的(de)電(dian)池單元(yuan)之間來(lai)回地移動，實現(xian)極高效率并且幾乎無損(sun)耗。此方法具有某些(xie)決定性的(de)優點(dian)：

　　* 平衡(heng)電(dian)流可能(neng)達(da)到1A或以上

　　* 平(ping)衡(heng)在本質上是無損耗(hao)的

　　* 平衡極其快速

　　* 增加了效率(lv)和電池容量

　　* 增加了汽(qi)車的行駛距離

　　相比所提到(dao)的(de)(de)其它方法(fa)，使(shi)用(yong)電(dian)感(gan)(gan)實(shi)施(shi)主動(dong)平衡并不算是(shi)低成(cheng)(cheng)(cheng)本的(de)(de)方法(fa)，因為(wei)當(dang)中使(shi)用(yong)了成(cheng)(cheng)(cheng)本相對較高的(de)(de)電(dian)感(gan)(gan)元件(jian)。然(ran)而，這并不完全是(shi)個問題。現代高性能電(dian)池目前的(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)本接近10,000美元。而使(shi)用(yong)電(dian)感(gan)(gan)平衡方法(fa)，即使(shi)只獲(huo)得了額外的(de)(de)10%容量，也代表了1,000美元的(de)(de)價值--此金額可(ke)以用(yong)于(yu)購買大數量的(de)(de)電(dian)感(gan)(gan)器件(jian)。

　　鋰離子電池基(ji)于安全的(de)原因，必(bi)須監(jian)控(kong)單(dan)個電(dian)池(chi)單(dan)元，因為過載會發生燃燒，在極(ji)端情(qing)況下甚(shen)至會發生爆(bao)炸。與(yu)過壓(ya)、欠(qian)壓(ya)和(he)溫(wen)度監(jian)控(kong)一樣(yang)，精確的(de)充電(dian)條件(jian)測(ce)定等附(fu)加功能也是(shi)需要的(de)。在半導體市場上已提(ti)供(gong)能實現(xian)所有(you)這(zhe)些功能與(yu)不同的(de)平(ping)(ping)(ping)衡方(fang)法的(de)元件(jian)。使用先進的(de)主動電(dian)池(chi)單(dan)元平(ping)(ping)(ping)衡解(jie)決方(fang)案（如(ru)愛特梅(mei)爾 ATA6870電(dian)池(chi)管(guan)理(li)電(dian)路(lu)）每一個電(dian)池(chi)單(dan)元都(dou)有(you)單(dan)獨的(de)電(dian)子(zi)監(jian)控(kong)，以(yi)便提(ti)供(gong)如(ru)充電(dian)狀態(tai)測(ce)定、主動/被動平(ping)(ping)(ping)衡或(huo)過壓(ya)、欠(qian)壓(ya)和(he)溫(wen)度監(jian)控(kong)等功能