節能(neng)(neng)環保一直是(shi)人(ren)們(men)熱議話題(ti)，電(dian)動(dong)和(he)(he)混合(he)動(dong)力(li)(li)汽車(che)(che)則提供了一種節省能(neng)(neng)源和(he)(he)減少二氧(yang)化(hua)(hua)碳排(pai)放的(de)極好方式。然而，電(dian)動(dong)和(he)(he)混合(he)動(dong)力(li)(li)汽車(che)(che)重要弱點(dian)就在于其電(dian)池容(rong)量(liang)，以及(ji)由此帶來的(de)行駛距(ju)離的(de)限(xian)制。由于能(neng)(neng)夠安裝進汽車(che)(che)的(de)最大電(dian)池尺寸常(chang)(chang)常(chang)(chang)受到(dao)體積(ji)和(he)(he)重量(liang)限(xian)制，因而優化(hua)(hua)利用現有電(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，因為如果某個(ge)電池單元過分充(chong)電，就(jiu)會發(fa)生(sheng)損(sun)壞(huai)、甚至有可能完全(quan)毀壞(huai)。

　　類似的(de)情(qing)形也(ye)會(hui)(hui)在放(fang)(fang)電時發生。與前相反，情(qing)況是某個(ge)電池(chi)單元(yuan)早(zao)已完(wan)全放(fang)(fang)電，而(er)其它的(de)電池(chi)單元(yuan)仍(reng)然具(ju)有足夠的(de)能量可繼(ji)續為汽(qi)車提供動力(li)（理論(lun)上(shang)(shang)的(de)）。然而(er)，這(zhe)時汽(qi)車不可能繼(ji)續行走，因為這(zhe)會(hui)(hui)使較弱(ruo)的(de)電池(chi)單元(yuan)過度放(fang)(fang)電，結(jie)果會(hui)(hui)導致電池(chi)單元(yuan)的(de)損毀。為了避免上(shang)(shang)述(shu)兩種這(zhe)些(xie)情(qing)況的(de)發生，單個(ge)電池(chi)單元(yuan)之(zhi)間的(de)主動平(ping)衡(heng)是必須的(de)。

　　被動(dong)平衡(heng)方(fang)法將(jiang)可用能(neng)量轉化為熱損耗

　　目前廣(guang)泛使用的(de)方法(fa)是(shi)被動平衡技術，就是(shi)使用電(dian)阻將早已充滿電(dian)的(de)電(dian)池(chi)單(dan)元再次放電(dian)，以(yi)便其它電(dian)池(chi)單(dan)元能夠繼續充電(dian)。這個(ge)方法(fa)的(de)缺點是(shi)顯而易見的(de)：

　　* 出于平衡(heng)的目(mu)的，電(dian)池只(zhi)能被放電(dian)

　　* 旁路電(dian)阻(zu)的放電(dian)電(dian)流引起功率(lv)損耗

　　* 寶貴的(de)能量轉化為(wei)熱量，不能為(wei)汽車提供動力

　　* 減少汽車的行駛距離

　　被動平衡(heng)方(fang)法(fa)僅(jin)能(neng)(neng)將儲存在(zai)電(dian)(dian)(dian)池(chi)單(dan)(dan)元(yuan)中(zhong)的(de)(de)能(neng)(neng)量轉化為(wei)(wei)熱損耗，而主動平衡(heng)則能(neng)(neng)夠將一(yi)個電(dian)(dian)(dian)池(chi)單(dan)(dan)元(yuan)中(zhong)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)荷(he)傳送(song)至另一(yi)電(dian)(dian)(dian)池(chi)單(dan)(dan)元(yuan)。實現(xian)電(dian)(dian)(dian)荷(he)傳送(song)有幾種方(fang)法(fa)，如使(shi)(shi)用開(kai)關電(dian)(dian)(dian)容或(huo)電(dian)(dian)(dian)感。當使(shi)(shi)用電(dian)(dian)(dian)容式方(fang)法(fa)時，電(dian)(dian)(dian)容會與(yu)有較高電(dian)(dian)(dian)壓的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)池(chi)單(dan)(dan)元(yuan)并聯(lian)。一(yi)旦此(ci)電(dian)(dian)(dian)池(chi)單(dan)(dan)元(yuan)完成充電(dian)(dian)(dian)，它即與(yu)有較低(di)電(dian)(dian)(dian)壓的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)池(chi)單(dan)(dan)元(yuan)并聯(lian)，能(neng)(neng)夠繼(ji)續為(wei)(wei)其充電(dian)(dian)(dian)。此(ci)過程(cheng)會不斷重復，直至所有電(dian)(dian)(dian)池(chi)單(dan)(dan)元(yuan)都達到相同的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓為(wei)(wei)止。

　　使用(yong)電容器的(de)方法具有(you)很高的(de)成本效益，但有(you)個缺點就是平均(jun)的(de)平衡(heng)電流被(bei)限制在50mA以下(xia)。使用(yong)電感方法則不存在此(ci)限制，并且在此(ci)情況下(xia)，很容易便達到(dao)1A或(huo)以上的(de)平衡(heng)電流。

　　用主動平衡法實現(xian)快速和幾乎無損(sun)耗的電(dian)荷傳送

　　主動平衡是通過并聯(lian)電(dian)(dian)感和(he)需獲(huo)取(qu)電(dian)(dian)荷的電(dian)(dian)池來實(shi)現的。此結果導致線圈中(zhong)的電(dian)(dian)流持續增加。

　　一(yi)旦線圈已(yi)經從通過(guo)(guo)晶體(ti)管放電(dian)(dian)的(de)電(dian)(dian)池單(dan)元(yuan)中去耦，電(dian)(dian)感中儲存(cun)的(de)能(neng)量可(ke)通過(guo)(guo)一(yi)個(ge)二(er)極(ji)管對鄰近電(dian)(dian)池充電(dian)(dian)。因而電(dian)(dian)荷(he)可(ke)以在兩個(ge)單(dan)獨(du)的(de)電(dian)(dian)池單(dan)元(yuan)之間(jian)來回地移(yi)動，實現極(ji)高(gao)效率(lv)并且(qie)幾乎無(wu)損耗(hao)。此方法具有某(mou)些(xie)決(jue)定性的(de)優點：

　　* 平衡電流可能達(da)到1A或以上

　　* 平(ping)衡在(zai)本(ben)質上是無損耗(hao)的

　　* 平衡(heng)極其快速

　　* 增加了效率和電池(chi)容量

　　* 增(zeng)加了汽(qi)車(che)的行駛距離

　　相比所(suo)提到(dao)的(de)其它方(fang)法(fa)，使(shi)用電感(gan)實施(shi)主動平(ping)衡并不(bu)算(suan)是(shi)低(di)成本的(de)方(fang)法(fa)，因為(wei)當中使(shi)用了(le)(le)成本相對較高的(de)電感(gan)元(yuan)件(jian)。然而(er)，這(zhe)并不(bu)完(wan)全是(shi)個(ge)問題。現代高性能(neng)電池目前的(de)成本接近(jin)10,000美元(yuan)。而(er)使(shi)用電感(gan)平(ping)衡方(fang)法(fa)，即使(shi)只獲得了(le)(le)額外(wai)的(de)10%容量(liang)，也代表了(le)(le)1,000美元(yuan)的(de)價值(zhi)--此(ci)金額可以(yi)用于購買大(da)數量(liang)的(de)電感(gan)器件(jian)。

　　鋰離子電池基(ji)于安全的原因(yin)，必須監(jian)(jian)(jian)控單(dan)個電池(chi)單(dan)元，因(yin)為過載會(hui)發生(sheng)燃燒，在(zai)極端情況下甚至會(hui)發生(sheng)爆炸。與(yu)過壓(ya)、欠壓(ya)和溫度監(jian)(jian)(jian)控一樣(yang)，精確的充(chong)電條件(jian)測定等附加功能也是需要的。在(zai)半導體市場(chang)上已提供能實(shi)現(xian)所有這些功能與(yu)不同的平(ping)衡(heng)方(fang)法的元件(jian)。使用先進的主動(dong)電池(chi)單(dan)元平(ping)衡(heng)解決方(fang)案（如愛特梅爾 ATA6870電池(chi)管理電路）每一個電池(chi)單(dan)元都有單(dan)獨的電子監(jian)(jian)(jian)控，以便提供如充(chong)電狀態(tai)測定、主動(dong)/被動(dong)平(ping)衡(heng)或過壓(ya)、欠壓(ya)和溫度監(jian)(jian)(jian)控等功能