单体电池设计和使用寿命较长，但串联成电池组使用后，寿命大幅度缩短，且串数越多，寿命越短的现实，无时不刻在困扰着电池生产厂商、用户和科技人员。通过对大量故障电池组的拆解和故障检测发现，问题的主要原因是由于电池组的一致性问题引起个别单元电池频繁过充电和过放电导致的，问题的关键是电池管理技术无法满足电池组一致性控制需求，本文以转移式实时电池均衡技术的实现原理和应用实例，说明这种电池均衡技术的具有非常高的实用价值。
关键词：过充电，过放电，一致性，热失控，实时均衡
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一致性问题产生的原因及表现
电池组一致性差异管理难题由来已久，长期以来，一直困扰着电池厂商、广大用户和技术管理人员，难以有效解决，其产生原因是多方面的，既包括电池组自身的原因，与电池的生产工艺、品控和配组有关，简称称内因；也包括使用期间的外界因素，如温度差异、充放电流、充放电压、充放倍率等，简称外因。大量检测数据表明，外因是导致电池组一致性快速劣化的最主要原因。内因和外因共同相互作用，最终导致一致性问题越来越严重。
图1 常规放电结束时各电池剩余电压
均衡放电数据。对该电池组在均衡器的介入下重新进行标准充电，在放电参数不变的情况下实际放电时间高达58分钟，计算放电容量高达0.97Ah，是标准放电容量的1.76倍，放电结束时电压情况如图2所示，13#电池首先到达放电截止电压，但其它电池电压也都基本接近放电截止电压，最高电压为12#电池（下排右侧第三块电池），只剩下3.070V，整组电池的最大电压差只有70mV，所有电池存储的电量基本释放完毕，实现了容量的最大化利用。
图2 均衡放电结束时各电池剩余电压
在均衡放电对比实验中，通过对放电期间的电池进行红外测温发现，在标准放电结束时温升相对较高的10#电池，在均衡放电中的温度始终处于较低的水平，原因就是其实际放电电流大幅度降低，因内阻原因导致的损耗大幅度降低，故而温升较低。
放电均衡的实现主要是得益于均衡器的设计采用的是差异化电流控制及高效率电能转换，每一块电池都具有不同的放电电流，差异化放电，大容量电池放电电流大一些，小容量电池放电电流小一些，最终实现不同容量电池实现等倍率放电，因此不同容量电池才具有几乎相同的放电时间。
通过放电对比实验可以看到，均衡放电的最大意义在于：一是有效控制了严重衰减电池的过放电问题，使其不被过放电；二是实现了每一块电池容量都得到高效利用，整组电池的实际放电容量非常接近于所有电池的平均容量，避免了容量的浪费。
电池均衡的核心目的是保证电池组在安全充放电的情况下存储和释放最多的电量，不必强求每一块电池的电压都实时相同，只要保证在整个过程中没有电池进入过放电或过充电状态即可满足需要。
本文所用电池均衡器设计，同时支持静态均衡、充电均衡，另外，其独特的双向同步整流设计使其支持大电流均衡，适应于高速均衡的需要，但限于篇幅，相关技术原理和实验对照数据不再介绍。
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展望
在串联电池组中，个别单元电池的过充电和过放电是造成电池组一致性问题的根源，引发的热失控极其后果是严重的，不通过自动化技术手段去解决这个问题，一致性问题将永远存在，锂电池的梯次利用就是一个典型例子，为什么要提倡和鼓励进行梯次利用？主要原因就是因为一致性问题解决的不好，产生的拟“梯次利用”电池太多，尚有利用价值，无法直接处置。
如果一致性问题解决了，可重复利用的梯次电池数量将会大幅度减少，除了整组电池的容量降低外，几乎不会产生其它问题，可以直接使用在对容量要求不高的场合，如果空间满足，可以直接并联使用在空间较宽松的储能场合，如储能电站、通讯基站等。
参考文献
[1]周宝林,周全.一种具有双向同步整流功能的转移式实时电池均衡器
[2]周宝林,周全.转移式电池均衡技术对电池电压与荷电量影响的研究
[3]周宝林,周全.转移式实时电池均衡技术对衰减电池组容量和温升的影响
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