动力电池分类方法：均衡系统分类

电动汽车电池均衡控制的方法多种多样，新方法层出不穷，对这些均衡控制管理的方法进行分类是比较困难的，因为采用不同的分类标准将导致不同的分类结果。均衡方案的分类没有绝对的标准，按不同分类标准划分的各个方法之间也没有明显的界线。同样的一种方法按照“是否保护电荷”的标准属于“非耗散型均衡”，而按“作用过程”来分则又可以被称作“充电均衡”。各个方法之间也没有绝对的优胜者，应根据实际需求及成本预算等多方面因素选择最合适的方案。而非耗散型均衡、双向均衡等是未来高性能均衡方案的主流。

（1）能量耗散型均衡与非耗散型均衡

按在均衡过程中，是否尝试对电池组的能量进行保护，可以将均衡控制方案分为耗散型均衡和非耗散型均衡两种。

1）能量耗散型均衡

能量耗散型均衡方案是指利用并联电阻等方式将电池组中荷电状态较多的电池的能量消耗掉，直到与组内其他电池达到均衡。该方法的实现过程如下：定时检测各个单体电池的电压，当某些单体电池的电压超过电池组平均电压时；接通这些高能电池的并联电阻，使它们的一部分能量消耗在并联电阻上，直到它们的电压值等于电池组平均电压。耗散型均衡方案控制逻辑简单，硬件上容易实现，成本较低，是早期均衡控制最常用的方案。但是，这种方法是以消耗电池组的部分能量为实施手段的。另外，电阻耗能的同时会发热，对于电动汽车而言，存在通风不好导致过热的安全隐患。

2）能量非耗散型均衡

能量非耗散型均衡（也称作无损均衡）是指利用中间储能元件和一系列的开关元件，将电池组中荷电状态较高的电池的能量转移到荷电状态较低的电池中去，以达到均衡目的的方案。非耗散型均衡方案用到的中间储能元件一般有电容和电感两种。非耗散型均衡正好可以弥补耗散型均衡的缺点，但它也存在着控制逻辑电路复杂等方面的缺点。

需要指出的是，非耗散型均衡只是在均衡控制策略的制订上尽可能保留电动汽车电池中已有的电荷及能量，但由于器件损耗，非耗散型均衡并不能做到真正的无损。然而，不管怎样，同样的初始状态，采用非耗散型均衡的总体能耗要比耗散型均衡策略要小，因此非耗散型均衡是未来发展的主流。

（2）集中式均衡与分布式均衡

按均衡电路的拓扑结构分类，可以分为集中式均衡方案和分布式均衡方案。集中式均衡方案是指整个电池组共用一个均衡器，通过逆变分压等技术对电池组能量进行分配，以实现单体电池与电池组之间能量传递的能量均衡方式。与之对应，分布式均衡方案中，均衡模块是由个别电池所专用。

集中式均衡方案能迅速地集整个电池包之力为待均衡的个别电池转移能量，所配置的公用均衡器的性能较好，故均衡速度较快。从整体来说，集中式均衡模块的体积比分散式（总和）更小；但是集中式均衡方案中各个电池之间形成竞争关系，多个电池的均衡操作不能并行地进行，而且各电动汽车电池与均衡器之间需要大量的线束连接，因此集中式均衡方案不太适用于电池数量较大的电池组。(www.xing528.com)

（3）放电均衡、充电均衡与双向均衡

按照均衡的作用过程不同，可将均衡控制管理分为放电均衡、充电均衡和双向均衡。

1）放电均衡

放电均衡方式是指在放电过程中实现各个单体电池间的均衡，以保证放电过程中能够将电池组中每个电池的剩余容量放至0，而不会出现有的电池已放电完全而有的电池尚有电量的情况。放电完全之后，用恒定电流以串联充电的方式对电池组进行充电，直到电池组中有任何一个电池的剩余容量达到100%时结束充电。

放电均衡方式可以保证每一次充进电池的电量都可以完全释放出来。但是在充电过程中，根据木桶原理，只能以最小容量的电池为截止上限，因此在充电过程中就并不能完全利用电池组的容量。放电均衡的缺点是能量损耗过多，不便于在任何时候都开始进行（例如在电池剩余容量还比较多的情况下，进行放电均衡代价过大）；而且，放电均衡需要把电池剩余容量放空，从而提高了放电深度，有可能影响电池的循环寿命。

2）充电均衡

充电均衡方式是指在电动汽车电池充电过程中采用上对齐均衡充电方式实现各个单体电池间的均衡，以保证充电过程中能够将电池组中每个电池的容量都充至100%。充电均衡方式可以保证每一个单体电池的实际容量在充电过程中都发挥出功效。但是，充电均衡方式对放电过程没有做任何控制，其放电过程满足木桶原理，整个电池组的放电容量取决于容量最小的电池。与放电均衡相反，充电均衡对于在电池组处于任何荷电状态前提下都适用。

3）双向均衡

双向均衡方案综合了放电均衡方案和充电均衡方案两者的优点，在充电和放电过程中都引入均衡控制。既能保证每一个电池都能放电到SOC为0，又能保证每一个电池都充电到SOC为100%。由于加入了放电均衡过程，这种方案同样存在能量损耗过多，容易损害电池等问题，然而这种方法有利于对电池的最大容量进行评估（即有助于得到每个电池的最大容量），可以在对电动汽车进行保养的过程中，利用这种方法来对电池的健康状况进行诊断。