电池电量平衡如何运作

电池平衡功能对于电动汽车的电池管理系统非常重要，因为它可以增加车辆的行驶距离并确保电动汽车电池的安全运行。此外，电池平衡功能还用于纠正电池本身的不平衡。
由于制造过程或操作条件中的不匹配问题，使用一段时间后，所有电池（包括电动汽车中的电池）都会出现不平衡问题，从而导致每个电池单元老化的程度不同。即使其他电池还剩很多电量，也只能在最弱的电池完全放电后才能对整个电池组充电。
因此，平衡电池单元可以更大程度地增加电池组的容量，并确保可以使用其中的所有能量，从而增加了电池寿命。将此技术用于电动汽车电池可以增加行驶距离。
除了更大程度地增加电池容量外，电池平衡功能还可以防止电池过度充电和过度放电（这两者都会导致电池加速衰减并在操作场景中造成潜在危险），从而确保安全电池操作。电池平衡的工作原理有两种实现电池单元平衡的常用方法：主动平衡和被动平衡。
有源电池单元平衡使用DC / DC转换器为低功率电池单元充电，从而重新分配电池单元的功率。如今，电池组的制造和分类技术取得了长足的进步，大大降低了电池组中电池组的不匹配程度。
因此，可以避免在操作开始时使用较大的电池平衡电流来平衡具有严重失配的功率水平的电池单元。使用较小的平衡电流进行常规电池平衡可以解决在运行过程中逐渐出现的任何失配问题。
被动平衡会消耗更多的电池（通常是通过散热），直到所有电池的电量达到相同水平为止。被动平衡和主动平衡之间的主要区别在于，被动平衡不分配能量，而是消耗能量，因此最终所有具有较高初始功率的电池单元都将与具有较低功率的电池单元匹配。
由于被动平衡更简单，更便宜，因此更常用。电池电量通常由充电状态表示，表示电池电量水平和电池容量的百分比。
图1说明了各种电池平衡类型之间的差异。图1：各种平衡模式下的电池充电状态。
电动汽车电池中电池单元的被动平衡。无源平衡使用与电池单元并联连接的电阻器，以消耗过充电的电池单元功率并将能量传输到该电阻器。
这种能量消耗将导致电池单元以及所使用的开关和电阻器发热。非常有必要将锂电池的温度保持在尽可能接近室温的水平。
否则可能会导致热失控，即内部发热量超过散热率。温度升高将导致锂电池的结构发生变化并在电极上形成表面膜，从而使锂电池衰减更快。
此外，过热可能会损坏电池平衡开关和电阻。典型的电动车辆配备有大量的电池单元，电池平衡开关和电阻器，它们通常彼此靠近。
因此，必须在被动平衡过程中管理电池及其电池管理系统的散热。使用TI电池监控器和平衡器提高电动汽车的电池安全性TI的BQ79616-Q1使用内部开关来执行电池的无源平衡。
由于存在这些开关，因此在电池平衡过程中，BQ79616-Q1内部会散发热量。器件的印刷电路板（PCB）和平衡电阻上存在热点。
BQ79616-Q1提供两种热管理功能，可避免芯片过热并监视PCB温度。一种热管理功能用于监控芯片温度，另一种用于监控热敏电阻温度。
芯片温度过高会触发微控制器（MCU）故障，中止电池平衡过程，并降低集成电路（IC）的温度。 IC温度下降且故障排除后，MCU可以命令BQ79616-Q1恢复电池平衡过程。
借助热敏电阻监控，如果温度