高效储能的秘密武器：揭秘电池管理系统均衡技术

近年来，随着我国新能源发电规模持续快速增长，新型储能进入大规模发展期。在新型储能技术体系中，BMS电池管理系统对于电池性能的提升与寿命的延长担任着重要角色，其中电池均衡管理是其重要组成部分。

储能电池PACK由多个电芯所组成，考察电芯有两个关键指标：一个是电芯容量，一个是电芯荷电状态（即剩余电量，以下简称SOC），电池PACK出厂时所有电芯的容量和SOC基本一致，只有在这种状态下所有电芯才能同步充满和放空。

但随着使用年限和充放电次数的增加，储能电池PACK内部不可避免地出现变化，每个电芯的容量或者SOC都会产生参差不齐的现象，根据木桶原理，一个木桶容量是由最短木板决定的，电池PACK的容量也是如此。

储能系统中所有电芯充放电都是同步进行的，在电芯容量或SOC不一致的情况下，只要有一个电芯充满或放空其他电芯便不能再继续充放电，因为如果继续充放电会导致容量偏小的电芯出现过充过放现象，轻则导致电芯内部锂离子变为锂单质析出，导致电芯内部结构破坏，降低电池PACK的寿命，重则可能引发电芯起火等危险事件。

储能电池的一致性优化需求，催生了储能BMS均衡技术。电芯外部能够实时测量的变量有三个：电压，电流与温度，将变量信息引入算法即可得到每节电芯的SOC值及此时电芯的可用容量，并以此综合判断电芯间的不一致状态，来决定电池PACK是否需要进入均衡状态，电池均衡技术主要分为被动均衡与主动均衡。

被动均衡又称为能量耗散式均衡，工作原理是在每节电芯上并联一个电阻，当某个电芯提前充满，而又需要继续给其他电芯充电时，通过电阻对电压高的电芯以热量形式释放电量，为其他电芯争取更多充电时间。

主动均衡又称非能量耗散式均衡，其原理在充电和放电循环期间，是将能量高的电芯内的能量转移到能量低的电芯中去，使得电池PACK内的电荷得到重新分配，从而缩短充电时间，延长放电使用时间。

被动均衡适合于小容量、低串数的锂电池组应用，主动均衡适用于大容量、高串数的锂电池组应用。无论是主动均衡还是被动均衡，其核心目的都在于充分释放每颗电芯的储能能力，实现电量的最大化利用。

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文章来源 : 原创
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