節能環保一直是人們熱(re)議話(hua)題，電(dian)動和混(hun)(hun)合動力(li)汽車則提供(gong)了一種節省能源和減少(shao)二氧化(hua)碳排放(fang)的極好方式。然而，電(dian)動和混(hun)(hun)合動力(li)汽車重要弱點就在(zai)于(yu)其電(dian)池容(rong)量(liang)，以及由(you)此帶(dai)來的行駛距離的限制。由(you)于(yu)能夠安(an)裝進(jin)汽車的最(zui)大電(dian)池尺寸常常受到體積和重量(liang)限制，因而優化(hua)利用現有(you)電(dian)池容(rong)量(liang)變得越來越重要。

　　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)電過程必須終止(zhi)，因為(wei)如果某(mou)個電池單元過分充(chong)電，就會發生損壞、甚至(zhi)有可能完(wan)全毀壞。

　　類似的(de)(de)(de)情(qing)(qing)形也會(hui)(hui)在放電(dian)時發生。與前相反，情(qing)(qing)況是某(mou)個電(dian)池(chi)單(dan)元(yuan)早已完全放電(dian)，而(er)其它的(de)(de)(de)電(dian)池(chi)單(dan)元(yuan)仍然(ran)具有足夠的(de)(de)(de)能(neng)量可繼續為汽車(che)提供動力(li)（理論上的(de)(de)(de)）。然(ran)而(er)，這時汽車(che)不(bu)可能(neng)繼續行(xing)走，因(yin)為這會(hui)(hui)使較弱的(de)(de)(de)電(dian)池(chi)單(dan)元(yuan)過(guo)度放電(dian)，結果會(hui)(hui)導致(zhi)電(dian)池(chi)單(dan)元(yuan)的(de)(de)(de)損毀。為了避免上述兩種這些情(qing)(qing)況的(de)(de)(de)發生，單(dan)個電(dian)池(chi)單(dan)元(yuan)之(zhi)間的(de)(de)(de)主動平衡是必(bi)須的(de)(de)(de)。

　　被動平衡方(fang)法將可(ke)用能量轉化(hua)為熱損耗

　　目(mu)前(qian)廣(guang)泛使(shi)用(yong)的(de)方(fang)法是(shi)被(bei)動平衡(heng)技術，就(jiu)是(shi)使(shi)用(yong)電(dian)(dian)阻(zu)將早已充(chong)(chong)滿電(dian)(dian)的(de)電(dian)(dian)池單(dan)元再次放電(dian)(dian)，以便(bian)其它電(dian)(dian)池單(dan)元能夠繼續(xu)充(chong)(chong)電(dian)(dian)。這個(ge)方(fang)法的(de)缺點(dian)是(shi)顯而易見的(de)：

　　* 出于平(ping)衡的目的，電池只能被放電

　　* 旁(pang)路電阻的放電電流引起功率損耗

　　* 寶貴的(de)能量(liang)轉化為熱量(liang)，不(bu)能為汽(qi)車提(ti)供動力

　　* 減少(shao)汽(qi)車的行駛距離(li)

　　被動(dong)平衡方法(fa)僅能(neng)將(jiang)儲(chu)存在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)單元(yuan)(yuan)中(zhong)的能(neng)量轉化為(wei)(wei)熱損(sun)耗，而主(zhu)動(dong)平衡則能(neng)夠將(jiang)一個電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)單元(yuan)(yuan)中(zhong)的電(dian)(dian)(dian)(dian)荷傳送(song)至另一電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)單元(yuan)(yuan)。實現電(dian)(dian)(dian)(dian)荷傳送(song)有幾(ji)種方法(fa)，如使用開關電(dian)(dian)(dian)(dian)容或電(dian)(dian)(dian)(dian)感。當使用電(dian)(dian)(dian)(dian)容式方法(fa)時，電(dian)(dian)(dian)(dian)容會(hui)與有較高電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)的電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)單元(yuan)(yuan)并聯。一旦此電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)單元(yuan)(yuan)完(wan)成充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)，它即與有較低電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)的電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)單元(yuan)(yuan)并聯，能(neng)夠繼續為(wei)(wei)其(qi)充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)。此過程會(hui)不斷重復，直至所有電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)單元(yuan)(yuan)都達(da)到相同的電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)為(wei)(wei)止。

　　使用電(dian)容器(qi)的(de)方(fang)法具有很高的(de)成本(ben)效益，但有個缺點就是平(ping)均的(de)平(ping)衡電(dian)流被限制在50mA以(yi)下(xia)。使用電(dian)感方(fang)法則(ze)不存(cun)在此(ci)限制，并(bing)且在此(ci)情況下(xia)，很容易(yi)便(bian)達到(dao)1A或以(yi)上的(de)平(ping)衡電(dian)流。

　　用主動平(ping)衡法實現快速(su)和幾乎無損耗的電荷傳送

　　主動平衡是通過(guo)并聯電(dian)感和需獲取電(dian)荷(he)的電(dian)池來(lai)實現的。此結(jie)果導致線圈中的電(dian)流(liu)持續(xu)增加。

　　一旦線圈已經從通(tong)過晶(jing)體管放電(dian)(dian)的(de)電(dian)(dian)池(chi)單元中去耦(ou)，電(dian)(dian)感中儲(chu)存的(de)能量可通(tong)過一個二(er)極管對鄰近電(dian)(dian)池(chi)充電(dian)(dian)。因而電(dian)(dian)荷(he)可以(yi)在兩個單獨的(de)電(dian)(dian)池(chi)單元之間來回地移動，實現極高(gao)效率并且幾(ji)乎無(wu)損耗。此方(fang)法具有某些決(jue)定性的(de)優點：

　　* 平(ping)衡(heng)電流(liu)可能達到1A或以上

　　* 平(ping)衡在本質(zhi)上是無損(sun)耗的

　　* 平衡極其快速

　　* 增加了效率和電池(chi)容量

　　* 增加了汽車的行駛距(ju)離

　　相比(bi)所(suo)提到(dao)的其它方法，使(shi)用(yong)(yong)電感實施主(zhu)動(dong)平衡并(bing)(bing)不算是低成本的方法，因為當中使(shi)用(yong)(yong)了成本相對較高的電感元件。然而，這并(bing)(bing)不完全是個問題。現代(dai)高性(xing)能電池目前的成本接近10,000美(mei)元。而使(shi)用(yong)(yong)電感平衡方法，即使(shi)只獲得了額外的10%容(rong)量(liang)，也代(dai)表了1,000美(mei)元的價值(zhi)--此金額可以用(yong)(yong)于購買大數量(liang)的電感器件。

　　鋰離子電池基于安全的(de)原因(yin)，必(bi)須(xu)監(jian)控(kong)(kong)單個電(dian)(dian)池單元(yuan)，因(yin)為過(guo)載會發生燃燒，在(zai)極端情(qing)況下(xia)甚至會發生爆炸(zha)。與(yu)過(guo)壓(ya)(ya)、欠壓(ya)(ya)和(he)溫度(du)監(jian)控(kong)(kong)一樣，精確的(de)充電(dian)(dian)條件測定等附加功能也是需要的(de)。在(zai)半導(dao)體市場上已提(ti)供(gong)能實現所有這些功能與(yu)不同的(de)平衡(heng)方法的(de)元(yuan)件。使用先(xian)進的(de)主(zhu)動電(dian)(dian)池單元(yuan)平衡(heng)解(jie)決方案（如愛特梅爾 ATA6870電(dian)(dian)池管(guan)理電(dian)(dian)路）每一個電(dian)(dian)池單元(yuan)都有單獨的(de)電(dian)(dian)子(zi)監(jian)控(kong)(kong)，以便提(ti)供(gong)如充電(dian)(dian)狀態測定、主(zhu)動/被(bei)動平衡(heng)或過(guo)壓(ya)(ya)、欠壓(ya)(ya)和(he)溫度(du)監(jian)控(kong)(kong)等功能