電池均衡的意義就是利用電力電子技術，使鋰離子電池單體電壓或電池組電壓偏差保持在預期的範圍內，從而保證每個單體電池在正常的使用時保持相同狀態，以避免過充、過放的發生。
電池均衡一般分為主動均衡、被動均衡兩種。
電池在使用過程中產生的容量個體差異及自放電率產生的電壓差異進行主動均衡的一種方法。其主要功能是無論電池組在充電、放電還是放置過程中，都可利用在電池組內部對於電池單體之間的差異性進行主動均衡，以消除電池成組後由於自身和使用過程中產生的各種不一致性。但由於均衡過程當中的能量轉移會因均衡電源自身的功效特性而產生熱損耗，以及電池的電化學特性中極化內阻的變化，並不能用簡單的能量均衡方式而真正解決問題。
只有加以合理的套用，才可能在總體上達到一個比較好的效果
基本介紹
- 中文名：電池均衡效應
- 主要電源：鋰離子電池
- 特點：體積小，能量密度高
- 性質：一種原理
概況,均衡電路,保護和均衡,結語,
概況
近年來，越來越多的產品採用鋰離子電池做為主要電源，主要是由於鋰離子電池具有體積小，能量密度高，無記憶效應，循環壽命高，自放電率低等優點；但同時鋰離子電池對充放電要求很高，當過充、過放、過電流及短路等情況發生時，鋰離子電池壓力與熱量大量增加，容易產生火花、燃燒甚至爆炸，因此，鋰離子電池無一例外地都加有過充放電保護電路。另外，當對一組鋰離子電池充放電時，考慮到各個單體電池的不一致性，可採取均衡措施來確保全全性和穩定性。本文主要分析了均衡處理的重要性，實現方法，及與保護處理的關係。
均衡電路
均衡的意義就是利用電子技術，使鋰離子電池單體電壓偏差保持在預期的範圍內，從而保證每個單體電池在正常的使用時不發生損壞。若不進行均衡控制，隨著充放電循環的增加，各單體電池電壓逐漸分化，使用壽命將大大縮減。
一般情況下，充電時鋰離子電池單體電壓的偏差在50mV範圍是完全可以接受的。造成單體電池電壓偏差的主要原因一方面是單體電池存在差異，另一方面測量的電子電路消耗所造成的。
均衡的方法有很多種，譬如開關電容均衡法，降壓型變換器法，平均電壓均衡法，在這裡就不一一贅述。本文採用的是平均電壓均衡法，原理框圖見圖1，圖中只給出了一隻單體電池的均衡電路，其它各單體電池也配備相同的均衡電路，其中放大器由單體電池供電。
這種均衡控制電路的思路是：單體電池電壓與平均單體電池電壓相比較，控制功率開關將電池電壓高於平均電壓的單體電池分流。因此，所有單體電池電壓在均衡電路的作用下趨向平均電池電壓。
此電路初看起來是開環控制，實際上由於電池內阻的作用，均衡電路工作在具有負反饋特性的閉環狀態。為了防止均衡電路在電池組放電時工作，可以在功率開關下端串聯穩壓二極體，這樣在電池放電時，電池電壓較低而失去分流迴路。
保護和均衡
設每節電池的當前電壓為Vbati(i=1-7)，最大電壓為Vmaxi(i=l-7)，最小電壓為Vmini(i=1-7)，總當前電壓為Vall，總最大電壓為Vmax，總最小電壓為Vmin。則有：
總體電壓與變化最大的單體電壓密切相關。所以，我們的重點就放在處理電壓變化率大的電池上，選擇七節相對匹配度高的電池，使所有電池的變化趨於一致，儘可能避免因為某節電池的電壓變化率太大造成的整體失調問題。
均衡的作用是滿足(4)式，並且用它來控制分流，以達到最終所有電池都充滿的這一理想狀態。保護的作用是滿足(2)(3)式，對單節電池的最大電壓和最小電壓進行控制，以達到總體電池電壓的安全範圍。為了凸現保護和均衡各自的作用，本文採用了獨立自由元分析法。
僅有保護的情況
由於電池組內單體電池間的差異，在串聯充放電時特性會有所不同，所以需要保護。有了保護，使用的安全性才有保障。
但同時引入了一個新問題：總體電壓不能反映單節電池的電壓。假設總體電壓Vall為28.0V，過充電保護檢測電壓Vmaxi(i=1-7為4.2V，並且有3節已經處於充電保護狀態；這時由(1)式，可以很容易計算出剩下的4節電池平均電壓為3.85V，還可以繼續充電，所以就不能以28.0V作為標誌來從總體上終止充電。進一步分析，29.4V也不能作為標準。因為以29.4V作為標準意味著7節電池都處於充電保護狀態，一旦某一節到不了4.2V，就會形成死循環。綜上可知，充電的終止標誌無法明確給出，應該比29.4V小，下限由正常工作的電壓決定。
僅有均衡的情況
均衡的作用是使各單體電池的當前電壓趨於一致。實現了均衡，總體電壓就可以作為一個終止充電的標誌。均衡在這裡是電壓均衡，其實電壓並不能線性反映電池容量的變化，所以這樣的均衡最終只是實現了所有電池電壓的接近一致性，而不是電池容量的一致性，另一方面，即使容量相同，其充放電特性也不會完全一致，這也會造成均衡的不協調性。
在本文里，採用平均電壓均衡法，對七節電池進行處理
既有保護又有均衡的分析
經過上面的分析，對於鋰離子電池組，均衡和保護都是必要的，所以，在本文里最後把保護和均衡同時做到一個電路里，得到的實驗結果，是比較理想的。
一方面，均衡基本上可以使個單體電池的電壓趨於一致，不存在某一單體電壓太高或太低的情況；另一方面，保護使得電池組整體系統更可靠，更安全。
結語
本文著重分析了鋰離子電池組的均衡和保護的關係，並通過實驗驗證，均衡和保護都有其相應的作用，只有加以合理的套用，才可能在總體上達到一個比較好的效果。
