在采用串联
/并联电池阵列时,并联连接电池会相互自动平衡,这种假定一般来
说是对的。也就是说,随着时间推移,只要电池接线端子之间存在传导通路,那
么在并联连接的电池之间,电荷状态就会自动平衡。串联连接电池的电荷状态会
随着时间变化而分化,这种假定也是对的,这么说有几个原因。由于电池组各处
温度变化率的不同,或者不同电池之间阻抗、自放电速率或加载的不同,
SoC
会逐步发生变化。尽管电池组的充电和放电电流往往使电池之间的这些差异显得
不那么重要,但是累积起来的失配会越来越大,除非对电池进行周期性的平衡。
之所以要实现串联连接电池的电荷平衡,最基本的原因就是补偿各节电池
SoC
的逐步变化。通常,在一个各节电池具有严密匹配容量的电池组中,运用被动或
耗散电荷平衡方案足以使
SoC 重新达到平衡。
如图
1(a)所示,无源平衡简单,而且成本低廉。不过,无源平衡速度非常慢,
会在电池组内部产生不想要的热量,而平衡是通过降低所有电池的余留容量,
以与电池组中
SoC
“
”
值最低的电池相匹配。由于另一个常见的问题 容量失配 ,
无源平衡还缺乏有效应对
SoC 误差的能力。随着老化,所有电池的容量都会减
小,而且电池容量减小的速率往往是不同的,原因与之前所述的类似。因为流进
和流出所有串联电池的电池组电流是相等的,所以电池组的可用容量由电池组
中容量最小的电池决定。只有采用有源平衡方法
(例如图 1(b)和图 1(c)中所示的
那些方法
)才能向电池组各处重新分配电荷,以及补偿由于不同电池之间的失配
而导致容量的减小。