储能电池均衡技术正向着智能化迈进

电子发烧友网报道（文/黄山明）所谓电池均衡，是指在电池组中调整各个单体电池的电量状态，使得它们的电压或容量达到一致的过程。在电池组中，由于制造差异、老化程度不同或者工作条件的不一致等原因，各个单体电池可能会有不同的放电率和充电率，这会导致某些电池过度放电或过度充电，进而影响整个电池组的性能和寿命。
 
电池均衡通常可以分为被动均衡与主动均衡，其中被动均衡通常使用电阻来耗散多余的能量，这种方式简单但是效率较低。而主动均衡则是通过能量转换装置（如DC/DC转换器）将能量从一个电池单元转移到另一个单元，这种方式效率更高，但实现起来也更复杂。而近期，更是发展出了智能均衡技术，通过算法来对电池组中各单体进行精准控制和管理。
 
电池均衡技术发展历程
 
随着电池产品的迅速发展，电池均衡技术的重要性也与日俱增。对于储能电池而言，电池均衡技术能够提升其整体性能、延长使用寿命、增强系统可靠性、优化能量管理、降低运维成本以及促进环保和资源回收等。
 
不过在最早期，在电池均衡技术出现之前，电池组的不一致性问题主要通过设计冗余来解决，但这并非一种高效的方法。并且随着锂离子电池的普及，特别是对于需要高能量密度的应用场景，电池组的一致性问题成为了必须要解决的问题之一。
 
因此工程师开始在在电池组中引入了简单的电阻作为均衡手段，当某个电池单元的电压超过预设值时，会通过电阻消耗多余的电能，这种方式被称为被动均衡。
 
尽管这种方法结构简单，易于实现，但由于它只是将多余的电能转化为热能散发掉，而不是有效地再利用，因此效率较低。
 
为了解决效率低下的问题，主动均衡技术开始兴起，它可以将高电压电池单元的能量转移到低电压电池单元，而不是简单地消耗掉。
 
当然，主动均衡之所以被冠以“主动”二字，在于其可以通过对电池进行有针对性的控制来实现均衡，包括使用变换器式主动均衡和基于SOC的主动均衡研究。主动均衡技术具有均衡效率高、能量利用率高、安全性好等优点，但实现难度较大，控制策略复杂。
 
近年来，智能均衡技术成为研究的重点。它利用先进的电子技术和算法，对电池组中的各单体电池进行精准控制和管理。
 
智能均衡策略依赖于算法来控制电路，这些算法需要实时监测电池组中各单体电池的状态，并据此做出决策。算法必须足够智能以适应不同的工作条件和电池状态变化，硬件上也需要精确的传感器来监测电池状态，以及高效的电子开关来执行均衡操作。
 
这就导致目前智能均衡策略的成本较高，并且面临着如电池状态的准确监测、均衡算法的优化、系统可靠性的提升等技术性难题。并且智能均衡系统还需要定期维护和软件升级，以适应电池老化和性能变化，这增加了系统的运营成本和复杂性。
 
电池均衡技术向着更高效、更低成本的方向发展
 
可以确定的事，目前电池均衡技术仍在不断进步，包括开发更高效率、更低能耗的均衡策略，以及探索新的材料和技术来改进电池性能。甚至还将结合AI和大数据分析，以便实现更为智能和个性化的电池管理方案。
 
但总体来看，电池均衡技术将向着向着更高的效率、更低的成本以及更好的用户体验方向发展。而现代电池管理系统已经能够实时监控每个电池单元的状态，并通过先进的算法进行精确的均衡控制，这不仅提升了电池组的性能，还优化了整个系统的能效。
 
值得一提的是，智能电池均衡技术是BMS中一个重要的研究方向，因此目前有许多企业都在开发和推出自己的智能电池均衡方案。如比亚迪、特斯拉、宁德时代、三星、LG、通用电气、ABB、西门子、Maxwell、Leclanché等企业都推出了自己的智能化电池均衡技术。
 
而这些企业的智能电池均衡方案具有一些共同的特点，如高度集成的硬件和软件，以及采用了先进的算法与模型进行电池状态评估，并且能够实时监控电池电压、电流、温度等参数，同时支持远程监控和诊断，通常采用模块化设计，易于扩展和维护。
 
具体方案来看，比如钰泰半导体推出的ETA3000是一种新型的电池均衡器，采用了独有的专利技术。ETA3000不同于传统的无源平衡技术，而是利用带有电感器的控制方案，在电池单元之间传输电流，直到相邻单元的电压相等，实现高效的能量均衡。这也算一种智能化的电池均衡技术。
 
荣威在其RX5 eMAX车型中采用了上汽集团自主研发的智能电池均衡技术。这项技术能够根据电池单元的容量、SOC、温度及工作状态等特性，适时地调整电池单元的均衡，从而提升电池组的稳定性和使用寿命。
 
朗特智能在锂电池均衡充电技术上也有着身后的技术底蕴，其技术已经应用于智能家居及家电智能控制器。朗特智能的技术特点在于能够提供稳定的电源管理解决方案，并且在离网照明产品及充电桩业务方面也有应用。
 
此外，还有一些初创公司和科研机构正在研究基于智能算法（如模糊控制、神经网络、遗传算法等）的电池均衡控制策略，这些策略能够根据电池单体的实时状态自适应调整均衡控制参数，实现更高效的均衡效果。
 
小结
 
在当前的市场中，智能化电池均衡技术意味着一种先进的BMS，不仅能够监控电池的基本参数，还能通过数据分析和算法优化，实现电池组内部单体电池之间更精细、更高效的能量均衡。而智能化均衡技术不仅是当前储能电池领域的热门研究方向，也是实现更高性能、更长寿命和更安全储能系统的关键技术之一，代表了储能电池技术的未来发展趋势。