分享⼏种锂电池均衡电路的⼯作原理
原⽂
新能源的发展，电动汽车发展，都会⽤到能量密度⽐更⾼的锂电池，⽽锂电池串联使⽤过程中，为了保证电池电压的⼀致性，必然会⽤到电压均衡电路。在这⼏年的⼯作过程中，⽤到过⼏种电池的均衡电路，在这⾥就跟⼤家⼀起分享⼀下。随着锂电池⽤途的增加，多节串联⼤容量锂电池的保护，电池管理及均衡必将会得到发展，希望⾃⼰做过的⼀些⼩东西能对⼤家有所帮助。
最简单的均衡电路就是负载消耗型均衡，也就是在每节电池上并联⼀个电阻，串联⼀个开关做控制，当某节电池电压过⾼时，打开开关，充电电流通过电阻分流，这样电压⾼的电池充电电流⼩，电压低的电池充电电流⼤，通过这种⽅式来实现电池电压的均衡，但这种⽅式只能适⽤于⼩容量电池，对于⼤容量电池来说是不现实的。
下图为⼀负载消耗性均衡的⽰意图
第⼆种均衡⽅法我没有实验过，就是飞度电容法。简单的说就是每⼀节电池并联⼀个电容，通过开关这个电容既可以并联到本⾝这节电池上，也可以并联到相邻的电池。当某节电池电压过⾼，⾸先将电容与电池并联，电容电压与电池⼀致，然后将电容切换到相邻的电池，电容给电池放电。实现能量的转移。由于电
容并不消耗能量，所以可以实现能量的⽆损转移。但这种⽅式太繁琐了，现在的动⼒电池动不动⼏⼗节串联，要是采⽤这种⽅式，那的需要多少开关来控制啊。
下图为飞度电容法⼯作原理图，只是画出了相邻两节电池的均衡原理图。
第⼀次做均衡，是做的⼀款动⼒电池组的充电，电池容量80ah的两组并联，要求均衡电流为10a，原来了解的⼀点均衡的原理根本不够⽤啊，这么⼤电流都相当于⼀个⼀个的⼩模块了，最后还真的是搞了n个⼩模块串联，每节电池并联⼀个⼩模块，如果单体电池电压低于设定值，启动相应的并联模块，对低电压电池启动充电，补充能量提升电压，实现均衡。
下图为当时采⽤的均衡电路的⽰意图，DC-DC输⼊母线既可以是电池电压，也可是是别的模块提供的直流输⼊。根据需要灵活配置。
主动均衡⽅法可以采⽤我前⾯提到的⼀个变压器多路输出的⽅法如果你想利⽤下⾯的电路⽰意图，做⼀个多路输出的反激电源，利⽤各个模块的输出电压来对电池实现均衡，我估计你需要很深的功⼒才可以，因为交叉调整率估计就会搞死你。但是，利⽤这个电路，我们可以换⼀下思路，各路输出不需要稳压都可以，当然为了防⽌开路损坏输出电容，我们可以做⼀个简单的原边反馈。然后在每路输出到电池之间串联⼀个电⼦开关，由于这种均衡都是配合电池管理系统⼀起⼯作的，因此每路输出只要串联⼀个电⼦开关，由管理单元控制即可，哪路电压地我们就可以打开这个电⼦开关，有电源输出给该节电池充
电，直到所有单体电池电压达到我们的期望值。
采⽤这种均衡⽅法，曾经做过1000AH，7串电池及300AH，80串电池的均衡，均衡完成后，所有单体电池电压可以达到5mV以内。
主动均衡也可以采⽤能量转移的⽅法，所谓能量转移，既可以是从整组电压取能量向低电压补充，也可以是从将电压过⾼的电池取能量向整组电压反馈。我在⼀款通讯电源电源系统中⽤过第⼆种⽅式实现过电池均衡。电路原理图如下：
忘了是参考的谁写的⼀篇论⽂做的，当时做的是16串锂电池的均衡，分成了两组，每组8只电池串联，这⾥只画了6只描述⼯作原理，如果电池B5电压过⾼，控制Q5以PWM模式⼯作，当Q5开通，电感L5储能，当Q5关闭，电感储存的能量就会通过D5给电池B1-B4充电，降低B5电池电压抬⾼其余电池电压，利⽤同样的原理可以分析其余电池组电压过⾼时候的⼯作过程。
在试验过程中，两组之间各⾃采⽤这种⽅式均衡，当两组之间出现偏差的时候，就可以采⽤双向DC-DC进⾏能量转换了，这样采⽤的模块数量较少，设计⽐较⽅⾯，我当时没有采⽤双向DC-DC，⽽是简单的采⽤的能量消耗性做两组之间电池的均衡。从最终的试验效果来看，电池均衡还是⽐较不错的。
⽰意图已经补充完了，这就是截⽌⽬前为⽌，我试验过的四种电池均衡的⽅式，均衡的电池从2AH到1000AH，串联的节数从7串到120串，个⼈感觉如下：
1、对于10AH以内的电池组，采⽤能量消耗型可能是⽐较好的选择，控制简单。
2、对于⼏⼗AH的电池组来说，采⽤⼀拖多的反激变压器，结合电池采样部分来做电池均衡应该是可⾏的。
3、对于上百AH的电池组来说，可能采⽤独⽴的充电模块会好⼀些，因为上百AH的电池，均衡电流都在10多A左右，如果串联节数再多⼀些，均衡功率都很⼤，引线到电池外，采⽤外部DC-DC或AC-DC均衡也许更安全。
⽬前的均衡都是以电池电压⼀致作为均衡的结束条件，但随着SOC计算越来越准确，容量⼀致的均衡应该是未来发展的趋势。
⼀花⼀天堂
1. 如何检测到B5的电压过⾼（其它节数类似）
- 是不是利⽤带均衡功能的保护IC ，给出判断结果？
2. Q5 什么时候启动？
- 是不是保护IC给出的判断结果，来使能BOOST 模块？
我推测的，您看对不对？
您的⽅法是？
YTDFWANGWE
带电池均衡肯定是对于带单体检测来说的，电池保护功能⼀样，当检测模块检测到某节电池电压过⾼就会发出使能，⾄于q5的pwm如何控制啊，那就各⾃想招了。
yuyuhan
汽车电路原理图
楼主，想问⼀下这个电路开关的占空⽐是由什么确定的？
YTDFWANGWEI
可以固定占空⽐。但是否⼯作需要有电路来控制。