纯电动汽车动力电池均衡技术分析

有些使用镍钻锰、镍钻铝或其他类型动力电池（电芯）的车辆，电池包里会有数百甚至数干节电池。这些电池会采用“串并”的方式组合，串联升高电压、并联扩大容量，因此在使用过程中就无法保证每节电池或某个模块不出现电压、容量、温度的差异，这就会造成不均衡或不平衡趋势的问题。

假设某几个电芯或模块出现容量的严重下降，电压自然也会降低。充电的时候这些电池就会先充满，而控制单元在检测到这些电池充满之后就会停止充电，但此时其他电池还没有充满，然而也是不得不停止充电（图1）。这就导致电池组总也充不满，续航里程当然会受到影响。在用车过程中可能出现“跳电”的情况，比如SOC-40％行驶中，正常驾驶忽然出现从40％降低到20%，这两成的电量可能只能行驶几百米，但在40％～60％区间却可以行驶几十千米，电池组的问题就很严重了，此时就需要进行均衡充电。

电动汽车充电时候，SOC计算是按照最高单体电压计算的；放电时候SOC按照最低单体电压计算。而电池包由多个电芯串联而成，充电状态下，最高单体电压达到充电截止电压时，最低单体电压未必达到满充截止点，这就导致整包实际充不满。因此需要通过主动／被动均衡，把最高电压单体的电量转移出去（均衡放电），同时对最低电压单体额外进行充电（均衡充电），这就是充电过程中的均衡操作（图2）。

动力电池均衡技术的意义就是利用电子技术，使铿离子电池单体电压偏差保持在预期的范围内，从而保证每个单体电池在正常的使用时不发生损坏。若不进行均衡控制，随着充放电循环的增加，各单体电池电压逐渐分化，使用寿命将大大缩减。

被动均衡，指的是在充电过程中，运用电阻器，将高电压或者高荷电量电芯的能量消耗掉，以达到减小不同电芯之间差距的目的，是一种能量的消耗。当各单体电池电压接近一致时，继续进行充电。此过程一直重复进行，直到各单体电池电压接近一致（图3）。

1．动力电池组均衡维护仪

以北汽纯电动汽车EX360为例，厂家使用了图示的动力电池组均衡维护仪对动力电池进行均衡维护，具体步骤如下。