电动汽车：多少均衡电流需要？

100毫安对于锂离子电池组足够吗？还是1安？10安？

电池组均衡是BMS的一个功能，电池组中单体电池可能在多方面不平衡，例如：

●实际荷电状态（SOC）

●漏电量（自放电电流）

●内部电阻

●容量

只有更好的制造商才能生产出高度一致的单体电池，并且使用这些单体电池的电池组不需要很多地均衡，但是很多厂商的单体电池之间有很大的差别。

均衡时需要注意均衡电池组中各单体电池的荷电状态，这样做也为单体电池间的漏电量进行补偿，但是同时也会因单体电池间不同的电阻值而受到阻碍，最后无法做到均衡，这需要一个另外不同的技术。

重新分配

重新分配能够利用电池中的所用能量，它比均衡时需要更高的电流。均衡的关键是充分对电池充电，仅受到容量最小的单体电池的限制。

●没有均衡时，电池组容量的上限受到完全充满电的单体电池限制时确定，下限受到完全放完电的单体电池限制；

●均衡后，电池组容量的上下限都是由容量最小的单体电池决定（或者极端情况

下由内阻最大的单体电池决定）。

均衡的电池组里所有单体电池都处于同一个荷电状态（SOC），而且在任何SOC水平下都可以做到。对于定期完全充电的电池组，一般是100%荷电状态。

BMS通过移除充电最多的单体电池的多余电量和/或为充电最少的单体电池增加电量的方式来均衡电池组。均衡可以是有损式或无损式的（有损式—能量转换为热量消耗；无损式—能量被转移而不会消耗）。有损式均衡通常称为被动均衡，无损式均衡通常称为主动均衡。

均衡电池组需要多少电流取决于电池组不均衡的原因：

●总体均衡—在制造或修理带有不一致的单体电池的电池组后需要消除总体的不均衡

●维护均衡—在正常使用期间保持电池组的均衡

总体均衡

最好在制造或修理电池组时进行总体均衡以使电池组均衡，这样就不需要BMS提供初始的总体均衡。

另一方面，如果电池组制造或修理时没有注意各单体电池的初始荷电状态，就需要BMS进行总体均衡。这时，均衡电池组所需要的最长时间取决于电池组的大小以及均衡电流。

因此，如果希望BMS能够在合理的时间内完成一个大型的总体不均衡的电池组，则需要提供相对较大的均衡电流。

维护均衡

如果一个电池组初始状态是均衡的，保持其均衡状态要容易得多，BMS需要做的仅仅是弥补单体电池自放电造成的差异。

在很多应用中BMS不能够不间断地（24小时/7天）进行均衡，但是漏电会使电池不断（24小时/7天）放电。在这种情况下，均衡电流应该更高，并与BMS均衡电池组需要的时间成反比。例如：(www.xing528.com)

●如果BMS能够不间断地均衡，仅需1毫安均衡电压。

●如有BMS每天只能均衡一小时，则需24毫安的均衡电流才能达到1毫安的均衡水平。

当然，如果BMS能够提供比需要的最小值还要高的均衡电流也是可行的。

没有充分的理由明确说明BMS在电池组漏电电流差值最坏的情况下能够较所需值增加更多的均衡电流。均衡电流与漏电流差值和每天的均衡时间成比例：均衡电流(A)=[最大漏电量(A)-最小漏电量(A)]/[每天均衡时间(h)]/24(h)

一般情况下，锂离子电池的自放电（漏电）电流是根据室温条件下允许的储存月数确定的（实际上，很少制造商这样规定。）漏电电流取决于月数。由此，我们可以估算漏电电流。例如，一个100安时电池组，最差的情况是单体电池放电18个月，则漏电电流是：100安时/(18×30×24)=7.7毫安

假设所有单体电池中最大漏电电流为7.7毫安，且每一块单体电池至少有0.7毫安的漏电电流，则漏电电流差值为7毫安。由此和BMS均衡时间可计算出所需的均衡电流。例如，如果一辆汽车中的BMS每晚接通电源12小时，其中充电8小时，充电后均衡4小时，则均衡电流为：均衡电流=7毫安/(4/24)=42毫安

因此在这个例子中，具有100毫安最大均衡电流的BMS足够实现电池组的均衡。

增加均衡电流的一个方法是增加BMS可允许的最大电流（例如从100毫安增加到1安）。另一个方法是增加可用于均衡的时间。在上述例子中，均衡只能在充电完成之后，因此只剩下4个小时。但是如果BMS足够智能，它事先知道哪些单体电池可能需要均衡并可在接通电源的任意时间进行均衡（例子中的12小时中）呢？该方法在更复杂的BMS(例如加州仪器)中得到了应用。

在这种情况下，上述例子能够均衡的时间为12小时，则均衡电流为均衡电流=35毫安/(12/24)=70毫安

因此，利用智能算法可使相同的BMS硬件（限制电流为100毫安）能够管理具有5倍漏电电流的电池组。

具有智能算法的BMS能够管理漏电电流更大的电池组，但是只是有一定程度的提高。（实际上，最多3倍）。除此之外，硬件本身需要能够处理更大的电流。

所以正常工作中的锂离子电池组需要多少均衡电流？以下是目前Elithion得到的经验法则：

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●10毫安足够小型备用电源应用（10千瓦时），100毫安适用于大型（100千瓦时）

●100毫安足够应用于电动汽车（10千瓦时，夜间充电）

●1安足够应用于大型电池组而不是备用电池组（≥100千瓦时，全天工作）

BMS总结

●均衡补偿单体电池荷电状态（SOC）的差异，但不补偿容量不均衡（由重新分配补偿）

●均衡的电池组能够提供的最大电流仅受容量最小的单体电池限制（提供全部电量而不受任何单体电池限制，需要进行重新分配）

●使电池组均衡的最好的方法是提高电池生产的一致性，这样就不需要BMS进行总体均衡。

●指望BMS一生中对总体不均衡的电池组只进行一次均衡是没有经济和工程意义的。这样的BMS相较于一个99%的时间都在工作（保持已均衡的电池组均衡）的BMS更昂贵、更庞大并且产热量更多。反而，生产已经均衡的电池组，进而不需要总体均衡的BMS具有更大的意义。

●如果电池组在工厂中得到均衡，BMS仅需要能够在正常工作中为弥补单体电池自放电间的差异提供均衡电流。

●能够提供100mA均衡电流的BMS足够应用于大部分锂离子电池。

●智能算法能够使均衡不间断，因此使BMS的均衡能力提高了3倍左右。