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一、行业背景
随着环保意识的日益增强，新能源汽车作为绿色出行方式正受到越来越多人的青睐。其中，动力电池包作为新能源汽车的关键部件，其性能直接关系到车辆的行驶里程和寿命。而动力电池包是由千百个电芯组成整体，在新能源电动车使用过程中，随着充放电循环的次数增加，各个电芯的差异会逐渐放大，电池组包的实际容量取决于容量最小的那颗电芯容量，电芯容量差会直接影响继航里程。
由于电池包自带的均衡系统效率低、效果不佳，所以很难满足电池均衡的需求。因此，维修人员都倾向于使用电池均衡仪来维护电池性能，提高电池组实际容量。
二、电池为什么需要均衡？
电池均衡的意义就是利用电力电子技术，使锂离子电池单体电压或电池组电压偏差保持在预期的范围内，从而保证每个单体电池在正常的使用时保持相同状态，以避免过充、过放的发生。
电池包是由多个单体电芯组成的，由于电池的制作工艺、制作材料、工作环境的不同，电池包内部的单体电池存在不一致性，动力电池的不一致性指的是容量、电阻、电压的不一致性。不一致性最直观就体现在电池的电压不同。
电池包充放电由BMS控制，假设电池包某个单体电芯的SOC高于其他单体，在充电过程中这哥单体电芯就会率先充满，其他单体电芯即使没有达到额定容量，也会停止充电；
同理假设负载过程中某节电池的SOC低于其他单体，它在放电过程中会首先达到放电的截止电压，其他单体电池即使还有剩余容量也无法释放。电池包内的电芯充放电遵循“木桶理论”，其最高/最低截止电压都是由最先达到截止电压的电芯去控制的，所以想要提高电池包的有效容量，提升新能源汽车的续航里程，就必须要做均衡。
三、电池均衡方法
电池均衡一般分为被动均衡、主动均衡两种。
主动均衡方法：
主动均衡技术通过精确控制各电池单体的充放电过程来实现均衡。
被动均衡方法：
被动均衡技术利用外部电阻或专门放电装置，消耗掉多余的能量。
四、电池均衡场景
现在市面上的部分电池有被动均衡功能，即BMS自带的均衡功能。但若电芯的压差过大（0.3-0.5V），此时被动均衡的效果微乎其微，就需要使用维护设备来控制各单体电池的充放电来实现均衡，并且主动均衡有均衡速度快、均衡效果好、能量利用率高等优点。
针对于不同的均衡场景，要使用合适的维护设备，以由12个磷酸铁锂电池组成的一个电池模组示例，来模拟电池均衡场景。
场景1
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| 3.295 | 3.296 | 3.295 | 3.293 | 3.294 | 3.187 | 3.293 | 3.294 | 3.296 | 3.295 | 3.294 | 3.292 |
该模组的6号电芯电压远小于其他电芯，若一个模组内的某个电芯相较于其他电芯有很大压差，可以使用单体充放电维护仪，将该单体电芯充电到和其他电芯接近的电压（3.294V），维护后的效果如下：
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| 3.295 | 3.296 | 3.295 | 3.293 | 3.294 | 3.294 | 3.293 | 3.294 | 3.296 | 3.295 | 3.294 | 3.292 |
此时该模组的各电芯压差在5mv以内，压差大的问题就很好的解决了，如果想要压差更小，可以使用均衡维护仪做均衡维护。
单体充放电维护仪
场景2
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| 3.334 | 3.219 | 3.323 | 3.291 | 3.276 | 3.269 | 3.194 | 3.287 | 3.179 | 3.184 | 3.211 | 3.302 |
该模组的各电芯最低电压为3.179V，最高电压为3.334V，压差为0.155V。此时若是使用单体充放电维护仪逐个给单体电芯充电到一致的电压，工作效率很低。需要使用均衡维护仪，将所有的单体电芯并放到一致的电压（3.000V），维护后的效果如下：
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| 3.000 | 3.001 | 3.000 | 3.002 | 3.001 | 3.000 | 3.000 | 3.001 | 3.000 | 3.001 | 3.000 | 3.002 |
此时该模组的各电芯压差在3mv以内，压差大的问题就很好的解决了。
均衡维护仪
场景3
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| 3.645 | 3.639 | 3.640 | 3.637 | 3.638 | 3.587 | 3.625 | 3.608 | 3.613 | 3.597 | 3.585 | 3.622 |
该模组的各电芯最低电压为3.585V，最高电压为3.647V，压差为0.062V。此时需要使用均衡维护仪，将所有的单体电芯并充到一致的电压（3.650V），维护后的效果如下：
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| 3.649 | 3.650 | 3.650 | 3.648 | 3.650 | 3.650 | 3.649 | 3.650 | 3.650 | 3.648 | 3.649 | 3.649 |
此时该模组的各电芯压差在3mv以内，压差大的问题就很好的解决了。
场景4
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| 3.334 | 3.119 | 3.423 | 3.291 | 3.476 | 3.169 | 3.294 | 3.387 | 3.279 | 3.184 | 3.211 | 3.302 |
该模组的各电芯最低电压为3.119V，最高电压为3.476V，压差在0.3V以上。可以使用均衡维护仪，若想要维护效率更高，可以使用多通道的单体充放电维护仪，电池充放电的速度和充电电流大小有关，多通道单体充放电维护仪用20A的大电流同时给这十二个电芯充电。
为了便于夹子夹在电芯上，使用电极引出工装引出需要维护的电芯，将它们同时充到一致的电压（3.650V），维护后的效果如下：
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| 3.649 | 3.650 | 3.650 | 3.648 | 3.650 | 3.650 | 3.649 | 3.650 | 3.650 | 3.648 | 3.649 | 3.649 |
此时该模组的各电芯压差在3mv以内，压差大的问题就很好的解决了。
多通道单体充放电维护仪
电极引出工装
磷酸铁锂电池电压和SOC曲线在3.00V-3.65V时曲率很低，所以均衡维护时一般满充满放（并充维护目标电压选择3.65V，并放维护目标电压选择3.00V）。三元锂电池电压和SOC曲线基本是线性关系，所以根据电芯电压情况合理选择目标电压值。
五、电池均衡精度
电流通过单体电芯，会在两端产生的电位差（电势差）称为电压降。简单来说，电压降就是指在电流通过单体电芯时，会使得电路中的电压水平下降。这个下降的幅度取决于通过的电流大小和电芯阻值的大小。
由于电压降的存在，会导致给单体电池充电时，最后的实际电压达不到设置的目标电压，比如想要将一个模组内所有的电芯并充到3.500V，通常实际电压达不到3.500V。
我司设备为了解决电压降的问题，设置了去极化功能。在即将达到截止电压时，会自动降流。从而减小电压降对于充放电维护的影响，使得维护后的实际电压值更接近设置的目标电压值。
