節能(neng)環保一直是人們熱議話題，電動和混合動力(li)汽(qi)車則(ze)提供了一種(zhong)節省(sheng)能(neng)源和減(jian)少二氧化碳排放的(de)(de)極好方(fang)式。然而，電動和混合動力(li)汽(qi)車重要弱點就在(zai)于其電池(chi)容(rong)量，以及由此帶來(lai)的(de)(de)行駛距離(li)的(de)(de)限制。由于能(neng)夠安(an)裝(zhuang)進(jin)汽(qi)車的(de)(de)最大(da)電池(chi)尺寸常常受到體積和重量限制，因(yin)而優(you)化利(li)用現(xian)有電池(chi)容(rong)量變得越來(lai)越重要。

　　要提供用于電動汽車的現代高性能電池所需的幾百伏電壓，通常需要將幾個單獨的電池單元以串聯方式相連接。電池組中的每個電池單元，電池單元容量、自放電率、溫度特性和電池阻抗等都各有不同，而且差異會隨著電池的老化而增大。當電池單元正在充電時，這種差異便會導致一種情形，即某些電池單元還沒有充滿足夠的電能，但另一些電池單元早已充滿電荷了。除非采取額外措施，否則充電器充(chong)電(dian)過(guo)程(cheng)必須終止，因為如(ru)果某個(ge)電(dian)池(chi)單元過(guo)分充(chong)電(dian)，就會發生損壞(huai)、甚(shen)至有可能完(wan)全毀壞(huai)。

　　類似的(de)情(qing)形也(ye)會在放(fang)電(dian)時發生。與前相反，情(qing)況是(shi)某個(ge)電(dian)池(chi)單(dan)(dan)(dan)元早(zao)已完全放(fang)電(dian)，而其它的(de)電(dian)池(chi)單(dan)(dan)(dan)元仍(reng)然具有足(zu)夠的(de)能量可繼續為(wei)汽車(che)提(ti)供動(dong)力（理論上的(de)）。然而，這時汽車(che)不可能繼續行走，因為(wei)這會使(shi)較弱的(de)電(dian)池(chi)單(dan)(dan)(dan)元過(guo)度(du)放(fang)電(dian)，結果會導致電(dian)池(chi)單(dan)(dan)(dan)元的(de)損毀。為(wei)了避免上述兩(liang)種這些情(qing)況的(de)發生，單(dan)(dan)(dan)個(ge)電(dian)池(chi)單(dan)(dan)(dan)元之間的(de)主(zhu)動(dong)平(ping)衡是(shi)必須的(de)。

　　被動平衡方法將可用能量(liang)轉化為熱損耗

　　目前廣泛使用(yong)的方法是(shi)被動平(ping)衡技(ji)術，就是(shi)使用(yong)電阻將早(zao)已(yi)充滿(man)電的電池(chi)單(dan)元(yuan)再次放(fang)電，以便其它(ta)電池(chi)單(dan)元(yuan)能夠(gou)繼續充電。這個方法的缺點是(shi)顯而易見的：

　　* 出于平(ping)衡(heng)的(de)目的(de)，電(dian)池只(zhi)能被放電(dian)

　　* 旁路電阻的放電電流引(yin)起功率損耗(hao)

　　* 寶(bao)貴的能量轉化(hua)為(wei)熱量，不(bu)能為(wei)汽(qi)車提(ti)供(gong)動力

　　* 減少汽車的行駛距離

　　被(bei)動(dong)平衡方法(fa)僅(jin)能(neng)(neng)將儲(chu)存(cun)在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)單(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)中(zhong)的(de)(de)能(neng)(neng)量轉化為熱(re)損耗，而(er)主動(dong)平衡則能(neng)(neng)夠(gou)將一個電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)單(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)中(zhong)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)荷傳(chuan)送(song)至另一電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)單(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)。實現電(dian)(dian)(dian)(dian)荷傳(chuan)送(song)有(you)幾(ji)種方法(fa)，如使(shi)用開關電(dian)(dian)(dian)(dian)容或電(dian)(dian)(dian)(dian)感(gan)。當使(shi)用電(dian)(dian)(dian)(dian)容式方法(fa)時，電(dian)(dian)(dian)(dian)容會(hui)(hui)與(yu)有(you)較高電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)單(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)并聯(lian)。一旦(dan)此電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)單(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)完成(cheng)充電(dian)(dian)(dian)(dian)，它(ta)即與(yu)有(you)較低(di)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)單(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)并聯(lian)，能(neng)(neng)夠(gou)繼續為其充電(dian)(dian)(dian)(dian)。此過程會(hui)(hui)不斷重復，直至所有(you)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)單(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)都達(da)到(dao)相同的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)為止。

　　使(shi)用電容器的(de)方法具有很高的(de)成本效益，但有個缺點就是(shi)平均的(de)平衡(heng)電流被限制在50mA以下。使(shi)用電感方法則不存在此(ci)限制，并(bing)且在此(ci)情(qing)況下，很容易(yi)便達到1A或(huo)以上的(de)平衡(heng)電流。

　　用主動平衡法(fa)實現快速和(he)幾乎無損耗的電(dian)荷(he)傳送(song)

　　主動平衡是(shi)通(tong)過并聯電感和需(xu)獲取電荷(he)的電池來實現的。此結果導致線圈中的電流(liu)持續(xu)增加。

　　一旦線圈(quan)已經從通過晶體管放電(dian)的電(dian)池(chi)單元中去耦，電(dian)感中儲存的能量可通過一個二極管對鄰近(jin)電(dian)池(chi)充電(dian)。因而電(dian)荷可以在兩個單獨的電(dian)池(chi)單元之(zhi)間來回地移動，實(shi)現極高效率(lv)并且幾乎無損耗。此方法(fa)具有(you)某(mou)些決定性的優點(dian)：

　　* 平(ping)衡(heng)電流可能達到1A或(huo)以上

　　* 平(ping)衡(heng)在(zai)本質上(shang)是無損(sun)耗的

　　* 平衡極其快速

　　* 增加了效率和(he)電池(chi)容量(liang)

　　* 增加了(le)汽(qi)車的行駛距離

　　相比所(suo)提到的(de)其它(ta)方(fang)法(fa)，使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)電(dian)感實(shi)施主動平衡(heng)(heng)并(bing)不(bu)(bu)算(suan)是低成(cheng)本的(de)方(fang)法(fa)，因為當中使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)了(le)(le)成(cheng)本相對較高(gao)的(de)電(dian)感元件。然而(er)，這并(bing)不(bu)(bu)完全是個(ge)問題。現代(dai)高(gao)性能電(dian)池目(mu)前(qian)的(de)成(cheng)本接近(jin)10,000美(mei)元。而(er)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)電(dian)感平衡(heng)(heng)方(fang)法(fa)，即使(shi)(shi)只(zhi)獲得(de)了(le)(le)額(e)外(wai)的(de)10%容(rong)量，也代(dai)表(biao)了(le)(le)1,000美(mei)元的(de)價值--此金額(e)可以(yi)用(yong)(yong)(yong)于購買大(da)數量的(de)電(dian)感器件。

　　鋰離子電池基于(yu)安全的(de)原因(yin)，必須監(jian)控單個電池(chi)(chi)(chi)(chi)單元(yuan)，因(yin)為過(guo)載會發生燃燒(shao)，在極端(duan)情(qing)況下甚至(zhi)會發生爆炸。與(yu)過(guo)壓(ya)、欠(qian)壓(ya)和溫度監(jian)控一樣(yang)，精(jing)確的(de)充電條件(jian)測(ce)定(ding)等附(fu)加功能(neng)也是需(xu)要的(de)。在半導體市場(chang)上已提供(gong)能(neng)實現所(suo)有這(zhe)些功能(neng)與(yu)不(bu)同的(de)平(ping)衡(heng)方法的(de)元(yuan)件(jian)。使用先進的(de)主動(dong)(dong)電池(chi)(chi)(chi)(chi)單元(yuan)平(ping)衡(heng)解決方案（如愛(ai)特梅爾 ATA6870電池(chi)(chi)(chi)(chi)管理(li)電路）每一個電池(chi)(chi)(chi)(chi)單元(yuan)都有單獨的(de)電子監(jian)控，以(yi)便提供(gong)如充電狀態測(ce)定(ding)、主動(dong)(dong)/被(bei)動(dong)(dong)平(ping)衡(heng)或過(guo)壓(ya)、欠(qian)壓(ya)和溫度監(jian)控等功能(neng)