设计高电压电池组的简单方法

　　不止是电池芯的电压和电池组的电流，电池的温度也需要进行监测。大多数电池芯生产商都会提供充电和放电时的上限和下限温度。在组装得很密的电池中，中心区域的电池芯和靠外侧电池芯在充电和放电阶段循环时的温度可能相差15℃以上。由于电池芯的数量多，组装得又很密，电池在经过一段时间的深度放电以后，需要几个小时的时间才能使电池的各个部分达到安全充电所需的相同温度。下图显示了在25℃环境下经过深度放电后，10S2P电池内各个电池芯的温度。最中心电池芯的温度要比外侧电池芯的温度大约高11℃。

　　由于许多电池芯制造商只允许在5℃~45℃的温度范围内对电池进行充电，因此温度监测电路的位置和精度是非常重要的。大多数电池芯制造商所允许的放电温度范围要宽一些，典型放电的温度范围是-10℃～+60℃，一些电池芯的化学成分可以在略宽一些的温度范围内放电。由于充电所允许的温度范围较窄，在充电前可能需要对电池进行加热或冷却。受到成本和空间的限制，加热和冷却设备通常安装在充电底座上，而不是安装在电池的内部。电池内的微控制器和充电底座的控制器会互相传送温度信息。

　　到此为止，我们还只是考虑了高功率电池的安全问题。当安全成为电池设计中唯一的最重要因素时，精心设计的产品也采用了适当的步骤以帮助确保良好的用户体验。新一代的锂电池通常包含更多电池芯，并且在电池和系统中增加了保护和监测电路。相比于之前的镍镉电池，增加或者替换电池的成本将更高。这些新一代电池的用户不仅希望体验到性能的改善，同时也希望能够获得更长的工作时间以及更短的充电时间。一种改善用户体验的方法就是在电池中实现电量平衡。

　　电量平衡是一种将电池中所有电池芯维持在相同充电状态的技术。串联的电池芯数量越多，电量平衡技术在提高电池性能和延长电池使用寿命方面的优势就越大。由同一个制造商提供的大部分电池芯(尤其是同一批次的电池芯)在接受、保持以及释放电荷的能力上是相当匹配的。然而，电池芯之间的微小差异以及电池芯在充放电时的温差可能导致不平衡情况。这些不平衡情况可能大大地降低电池的可用性。