有源电池平衡技术帮助增加大型锂离子电池组供电能力

除了这些明显的优点以外，PowerPump电池平衡技术的好处是平衡可能忽略单个电池电压。这意味着，如果你决定在两节电池之间转移电荷，它可以在任何电池工作模式序列(充电、放电和重置)期间进行。即使提供电荷的电池电压比接收电荷的电池电压低(例如，充电或放电时较低的电池电阻引起的低电压)也可以完成转移。相比“电阻泄漏”平衡，能量的热损耗较小。

下列为三种可选平衡算法：

* 端压(TV)抽取

* 开路电压(OCV)抽取

* 充电状态(SOC)抽取(预平衡)

TV抽取就像前面介绍的电压无源电池平衡。正如图4所示，充电期间的TV平衡并不总是产生一种趋向放电结束的平衡电量。这是由于我们前面提到过的电池阻抗不匹配。OCV抽取根据电池组电流和电池阻抗测量结果，通过估计OCV来补偿阻抗差异。

图9

图10

SOC抽取以一种同阻抗追踪器件类似的方式工作，它计算出每一节电池的精确电荷电平，并在电池之间转移能量，这样电池电量在充电结束时(EOC)就实现了平衡(请参见图9*)。观察放电OCV图(见图10*)，我们将每一节电池预平衡到一个反映其电量的失调电压。几个百分点的电量差异会使该放电曲线中下方出现巨大差异。如果我们已知1%到2%的电量，我们便可以在放电结束时拥有极为接近的匹配性。这就是在充电完成和放电结束时，你想要利用有源平衡技术有效地让电池获得最佳平衡的区域。

相比传统的无源平衡技术，PowerPump技术可以更好地校正电池失衡，这是由于可以通过改变组件值来控制更高的平衡电流。

笔记本电脑中，有效的平衡电流通常为25到50mA，其为内部旁路平衡的12到20倍。利用这个优势，有源电池平衡可以在一个周期(95%时间)内对电量失衡进行校正。

在更大的电容式电池中，PowerPump技术的结果差异甚至更大。需要考虑到使用电压无源平衡时一个电池组能够获得平衡的时间长短。唯一的电池能量电平即为一个充电周期放出部分中出现的正平衡。因此，大容量电池组整个寿命中，只有百分之几的时间允许平衡。所以，许多电池组设计人员都选择1安培电流平衡，甚至是10安培以上的电流。这就产生许多散热问题，以及大型FET的成本问题。倘若利用PowerPump可获得真正的不间断平衡可能性，那么就可以最小化这些设计障碍。

外部组件的选择决定你平衡电流的多少。峰值电感电流由电池电压、电感和接通时间决定。整个周期来自电源电池的平均电流等于0.5x(峰值电流)×占空比。在正常抽取模式下，占空比为33%。例如：使用一个15uH的建议电感，并假设峰值电流约为460mA，则我们得到来自电源电池的平均电流为75mA。这个75mA的电流可长时间出现。这便让整个系统维持在平衡状态下，因此在充电完成和放电结束时我们交换了最多的能量。

问题不断出现，“那么我需要多少平衡电流呢？”没有人喜欢听这个问题的答案，“这取决于几方面！”首先，要知道一定时间下你期望的失衡漏电量。如果你的系统1小时20Ahr电池组放电后出现5%的失衡，则你就需要转移大量的能量。PowerPump FET和电感需要相应地安排大小尺寸。另外，也可以使用最新固件的SuperPump选项。它让你能够拥有更大的占空比，以便在正常模式期间当某些测量暂停时移动能量。如前所述，在确定可以获得多少平衡时，电池质量和散热控制是重要的前提因素。

有源电池平衡的一个安全方面好处是，我们可以跟踪一节电池使用的时间。我们可以跟踪每节电池的净抽取值，该净值定义为抽入电池的正数值，以及从电池抽取的负数值。如果一节电池的净值过高，那么就会导致从其他电池接收太多的能量，则表明这是一块坏电池。这是 SOH计算的一个组成部分，同其他参数类似，例如：电池阻抗和完全充电电量等。

本文小结

侧重于安全性和使用寿命的一些新兴电池技术，通常都拥有先进的电池平衡和有效的散热管理。由于新的电池平衡技术可跟踪单个电池需要的平衡，因此电池组的使用寿命和总体安全性都已提高。在每个周期都对电池进行平衡，可避免电池的不当使用，而它通常是导致更多失衡和早期电池老化的原因。电池化学成份、结构和应用越来越多样化，要求电池组设计人员也要技术升级。