最高或较高电压的电池的能量传输至穿梭电容，然后穿梭电容的能量再次传输至具有最低
或较低电压的电池，导致重新分配补充能量。

 

　　根据

BAT1 的电压高于图 6（a）中的其他电压情况下的操作概念，Q1 在 T1 期间打开，

BAT1 的能量在 TCHG 期间存储到 CSHUTTLE 中，其中可形成电流波形为 iBAL，如图
6（b）所示。在 T2 期间，Q1 关闭而 Q2 打开。相应地，BAT1 的能量传输至 BAT2，其电流
波形为

iBAL（在 TDSG 期间）。 

　　在方法中，平均平衡电流依赖于电池和穿梭电容间的压差和

ESR（等效串联电阻），

以及穿梭电容和

ESR 产生的时间常量 TCHG。压差越低或 T1 和 T2 的总时长越长，平均平

衡电流就越小。总电芯平衡时间通常比其他有源电芯平衡方法更长。

 

　　假定

T1 比时间常量更大，期间的平衡平衡电流可计算如下： 

　　此方法的优点是高效率且在一些有源

CB 方法中相对价廉。相反，缺点包括：复杂的开

关结构；流入穿梭电容的涌入电流；以及，相比其他有源

CB 方法相对较小的平衡电流。与

两种电容

CB 方法比较，具有单个电容的方法需要 2n 个开关，而具有多个电容的方法需要

4（n-1）个开关，其中，n 是电池数量。另一方面，具有单个电容的电容 CB 无法同时执行，
这是因为单个电容与具有多个电容的

CB 不同，其会导致 CB 操作时间更长。基于这些特性，

具有单个电容的电容

CB 方法适合一些具有少量和低容量电池的应用，如便携式工具、无线

真空吸尘器等。

 

　　

2 电感穿梭方法 

　　图

7 显示具有单个和多个电感的电感穿梭 CB（以下称为电感穿梭 CB）。包括两个示例

的电感方法基本操作类似于电容方法。不同点在于电容

CB 方法中的一些电容被替换为电感。

基本上，电感消耗具有最高或较高电压的电池能量，并传送给具有最低或较低电压的电池。

 

　　在图

8（a）中，Q1 打开，然后 BAT1 的能量在 T1 期间存储到电感 LSHUTTLE 中。在

T2 期间，Q1 关闭，而 Q2 打开，然后充入 LSHUTTLE 的能量传送给 BAT2。在电池间传输
的电流在图

8（b）中进行说明。 

　　根据波形，平均平衡电流可计算如下，前提是

iBAL 在 T2 内足够为零： 

　　单个充电电芯平衡方法

 

　　鉴于能量转换和能量传输，开关

DC/DC 转换器（如降压、降压/升压、反激、正激转换器

等）通常用作极有效的解决方案。基于开关转换器概念的有源

CB 方法称为“单个充电 CB”

方法。图

9 显示具有单绕组和多绕组的单个充电 CB 的示例。在图 9 中，为单个充电 CB 方法

使用反激转换器。转换器的输入端连接到最高和最低电池的电极，而输出端连接到每个电极
通过开关的电池。基本操作是转换器将能量传送给所有电池中具有低电压的一个或多个电池。
 
　　这些方法的成本是最高的，但效率比其他有源

CB 方法更好，并且由于电芯平衡电流

更大，即使平衡时间也可大大缩短。这些

CB 方法通常应用于相对较贵和较高功率的应用，

如

UPS（不间断电源）、ESS（储能系统）、电动汽车等。 

　　在本文中，简要介绍了电芯不平衡的根本原因、使用锂离子电池的应用中

CB 电路的必

要性，以及至今开发的一些无源和有源电芯平衡特性。此外，电芯不平衡确实是锂离子电池
的一个重要问题，其与锂离子电池的运行时间和稳定性密切相关。采用电芯平衡电路以避免
电芯不平衡意味着成本支出，但另一方面，它们非常有助于改进

LiB 和 BMS 的性能。