鋰電池被動均衡拓撲結構詳解

被動電池均衡拓撲是指高能量單體通過并聯電阻，將多余的能量通過電阻轉化為熱量并損失掉，直到與其他單體的能量基本相等的一種均衡電路。

被動均衡拓撲

實現被動均衡的一種拓撲結構原理圖如下圖所示：

該均衡的實現方法為：電池組首先采集和判斷各個單體的能量，當檢測到其中某個單體的能量最高時，且不一致性大于均衡開啟條件，則控制電路通過控制開關器件接通該單體并聯的電阻，單體的能量通過電阻進行損耗，直到該單體的能量滿足不均衡工作的要求時，斷開開關器件。這種均衡拓撲會降低電池組的能量使用率，同時會帶來散熱問題，均衡電流較小，但由于其結構簡單、容易控制且成本低，仍然被廣泛使用。

另一種實現方法是利用齊納二極管導通原理，如下圖所示，選擇齊納二極管的導通電壓為單體充滿能量對應的電壓值，其工作過程為：當對應齊納二極管的導通電壓低于被均衡單體的端電壓時，其所在回路導通，從而單體的能量通過對應電阻進行損耗，直到單體的端電壓下降到齊納二極管穩壓值以下。該均衡拓撲僅僅適用于鉛酸等可以長時間過充電的化學電池，但較少應用于鋰電池。

被動均衡拓撲是較為常用的均衡電路，因為控制非常簡單，均衡電路比較簡單，成本低，所以能夠得到廣泛應用。但是消耗電池組的能量，并且產生大量熱，會降低電池組可用容量，并且帶來安全隱患，與具有主動均衡設計的電池組相比，壽命較短。

德州儀器（TI BMS AFE方案）

精確的監控可提高電源使用效率，從而延長運行時間并降低電池尺寸和成本。在各種電池管理系統中，監控器和平衡器可實時提供電池電壓、溫度和電流的精確讀數。如下是TI BMS AFE所有的相關產品。

如下是BQ79616-Q1中關注均衡的內部結構，可以看到其內部是通過MOSFET來控制外部的Cell單元進行被動均衡。

ADI BMS AFE方案

如下是ADI主流的電池均衡器ADBMS1818，可以看到其也是通過內部MOSFET來控制外部的Cell單元進行被動均衡。