節能(neng)環保一(yi)直是(shi)人們熱議話題，電(dian)動(dong)(dong)和(he)(he)混合動(dong)(dong)力汽車則提供了一(yi)種節省能(neng)源和(he)(he)減少二(er)氧化碳(tan)排(pai)放的(de)(de)極好方(fang)式。然而(er)，電(dian)動(dong)(dong)和(he)(he)混合動(dong)(dong)力汽車重(zhong)要弱點就(jiu)在于(yu)(yu)其(qi)電(dian)池容量，以及(ji)由此帶來的(de)(de)行駛距離(li)的(de)(de)限制。由于(yu)(yu)能(neng)夠安裝進汽車的(de)(de)最大電(dian)池尺寸常常受到體積和(he)(he)重(zhong)量限制，因而(er)優化利用(yong)現有電(dian)池容量變得越(yue)來越(yue)重(zhong)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(zhong)止，因為如果某個電池單(dan)元過分充(chong)電，就(jiu)會發生損壞、甚(shen)至有可能完全(quan)毀(hui)壞。

　　類似的情形也會在(zai)放電(dian)(dian)時發生。與前相(xiang)反(fan)，情況(kuang)是某個電(dian)(dian)池(chi)單元早(zao)已完全放電(dian)(dian)，而其(qi)它的電(dian)(dian)池(chi)單元仍(reng)然具(ju)有(you)足夠的能量可(ke)繼續(xu)為(wei)汽車提(ti)供動(dong)力（理論上的）。然而，這時汽車不可(ke)能繼續(xu)行走，因為(wei)這會使較弱的電(dian)(dian)池(chi)單元過(guo)度放電(dian)(dian)，結果會導致電(dian)(dian)池(chi)單元的損(sun)毀。為(wei)了避免上述(shu)兩種(zhong)這些(xie)情況(kuang)的發生，單個電(dian)(dian)池(chi)單元之間的主動(dong)平衡是必須的。

　　被動平衡(heng)方(fang)法將可(ke)用能量轉化(hua)為熱(re)損(sun)耗

　　目前(qian)廣泛(fan)使用的方法是被動平衡技術，就(jiu)是使用電(dian)(dian)阻將早已充(chong)滿電(dian)(dian)的電(dian)(dian)池(chi)單(dan)元(yuan)再次放電(dian)(dian)，以(yi)便(bian)其它電(dian)(dian)池(chi)單(dan)元(yuan)能夠繼續充(chong)電(dian)(dian)。這個方法的缺點是顯而易見的：

　　* 出于平衡的目的，電(dian)池只能被(bei)放電(dian)

　　* 旁路電阻的放電電流引起功率(lv)損耗

　　* 寶貴(gui)的能量轉化為(wei)熱量，不能為(wei)汽車提(ti)供動力

　　* 減少汽車(che)的(de)行駛(shi)距離

　　被動(dong)平衡方(fang)法僅能將儲存(cun)在電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)單元中的(de)(de)能量轉化為(wei)熱損耗，而主(zhu)動(dong)平衡則(ze)能夠將一(yi)個電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)單元中的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)荷傳送至另一(yi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)單元。實現電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)荷傳送有(you)幾種方(fang)法，如使用開(kai)關(guan)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容或(huo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)感。當使用電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容式(shi)方(fang)法時，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容會與(yu)有(you)較(jiao)高電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)單元并(bing)聯。一(yi)旦此電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)單元完成充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)，它即與(yu)有(you)較(jiao)低電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)單元并(bing)聯，能夠繼續為(wei)其充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)。此過程會不(bu)斷重(zhong)復，直至所有(you)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)單元都達到相同的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓為(wei)止。

　　使用電容(rong)(rong)器的(de)方法具有(you)很高(gao)的(de)成(cheng)本(ben)效(xiao)益，但有(you)個缺(que)點(dian)就是平均(jun)的(de)平衡電流被(bei)限制在50mA以下。使用電感方法則(ze)不存在此限制，并且在此情況下，很容(rong)(rong)易(yi)便達(da)到1A或(huo)以上(shang)的(de)平衡電流。

　　用主(zhu)動平衡法實現快速和幾乎無損耗的(de)電荷(he)傳(chuan)送

　　主動平衡是通過并聯(lian)電(dian)(dian)感和需獲取電(dian)(dian)荷的電(dian)(dian)池來實現的。此結(jie)果導致線圈(quan)中(zhong)的電(dian)(dian)流持續(xu)增(zeng)加(jia)。

　　一旦(dan)線圈已經從通過(guo)晶體管(guan)放電(dian)的(de)電(dian)池(chi)單元(yuan)中(zhong)去耦，電(dian)感中(zhong)儲存的(de)能量可通過(guo)一個二極管(guan)對鄰近(jin)電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)。因而電(dian)荷可以(yi)在(zai)兩個單獨的(de)電(dian)池(chi)單元(yuan)之間(jian)來回地(di)移動，實(shi)現極高效(xiao)率并(bing)且(qie)幾乎無損耗。此方法具有某些(xie)決(jue)定性的(de)優點(dian)：

　　* 平衡電流可能達到1A或以(yi)上(shang)

　　* 平衡在本質上是無損耗的

　　* 平衡(heng)極其(qi)快速

　　* 增加了效率和(he)電(dian)池容量(liang)

　　* 增(zeng)加(jia)了汽車(che)的(de)行駛距離(li)

　　相(xiang)比所提到的(de)其(qi)它(ta)方(fang)法(fa)(fa)(fa)，使用電感(gan)實施主動平(ping)衡并不算是低成本(ben)(ben)的(de)方(fang)法(fa)(fa)(fa)，因為當中使用了成本(ben)(ben)相(xiang)對(dui)較高(gao)的(de)電感(gan)元件。然(ran)而，這并不完全是個問題。現(xian)代高(gao)性能電池目(mu)前的(de)成本(ben)(ben)接近10,000美元。而使用電感(gan)平(ping)衡方(fang)法(fa)(fa)(fa)，即使只獲得了額外的(de)10%容量，也代表了1,000美元的(de)價(jia)值--此金(jin)額可(ke)以(yi)用于(yu)購買大數量的(de)電感(gan)器件。

　　鋰離子電池基于安全的(de)原(yuan)因，必(bi)須監控(kong)單(dan)個電(dian)池單(dan)元(yuan)，因為過(guo)載會發生燃燒，在極端情況下甚(shen)至會發生爆(bao)炸。與過(guo)壓(ya)、欠(qian)壓(ya)和溫(wen)度(du)監控(kong)一樣，精確的(de)充電(dian)條件測定(ding)等附加功能(neng)(neng)(neng)也是需(xu)要的(de)。在半導(dao)體市場上已提供(gong)(gong)能(neng)(neng)(neng)實現所有(you)這(zhe)些功能(neng)(neng)(neng)與不同的(de)平衡方(fang)法的(de)元(yuan)件。使(shi)用先進的(de)主(zhu)動(dong)電(dian)池單(dan)元(yuan)平衡解決方(fang)案（如(ru)愛特梅爾 ATA6870電(dian)池管理電(dian)路(lu)）每一個電(dian)池單(dan)元(yuan)都有(you)單(dan)獨的(de)電(dian)子監控(kong)，以(yi)便提供(gong)(gong)如(ru)充電(dian)狀態測定(ding)、主(zhu)動(dong)/被動(dong)平衡或過(guo)壓(ya)、欠(qian)壓(ya)和溫(wen)度(du)監控(kong)等功能(neng)(neng)(neng)