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常听到国内不少BMS公司大力宣扬自研发的BMS主动均衡大电流，高效率等等，并以此为亮点大力加以推广之。余亦尝因己不思上进从未曾涉足而惴惴不安。
做过几个BMS, 无一例外都是采用国内最传统最简单的被动均衡放电方式。也喜欢接触一些厂商学习琢磨一些主动均衡方案，最终并未尝试。原因有二，其一：被其高昂的成本、复杂的开关矩阵电路吓怕了，更担心因其开关矩阵的庞大复杂带来的失效以及失控风险；其二，实在觉得没有必要。大电流的主动均衡并非治病救人，而是毒品，慢性毒药。
不知道国外有哪些公司研发的BMS有采用主动均衡的。至少我见过三款比较成熟的国外BMS，都是电阻方式被动均衡。在一些文档资料上，也少见国外公司大力宣扬主动均衡方案及其必要性，更多的都是国内公司以此为卖点大力宣扬，并声称自己的主动均衡技术远超国外等等。是老外做不出来吗？我也不相信。是老外担心成本吗？坚决不会，看过几款老外的BMS，最佩服的就是老外为了提高安全性而不吝成本的严谨。老外坚决不会省那么点板子的钱的，相反，老外宁愿为了提高哪怕一元钱价值可靠性而多掏出十块钱的成本。老外为什么没有用主动均衡？我估猜其原因也无非两点：必要性，安全性。我们静下心来一步步分析。
BMS的功能是：在安全范围许可内，以最佳方式使用电池并延长其寿命。从目前BMS功能需求出发点概括的话，就是：检测，通信，均衡，温控，保护。
为什么要均衡？不一致性。那为什么会出现不一致呢？原因如下： 电芯制造时本身材料的不一致。阴极或阳极涂布不均，切片大小，等等； 使用环境导致，如各温度点不同，各电压受到的物理压力不同等，都会导致不一致； 环境已恢复至一致，但因之前的不一致造成永久性的不可逆转不一致。
OK，电芯出现不一致了，该不一致又会有好几种现象：电芯都是好的，荷电能力都一样，因各自漏电不同导致电压不一样；荷电能力不一致，有的容量变小了；以及荷电能力一样，但对应的电压、容量曲线已经偏移了。目前我们的均衡都是电压均衡，无法去检测每一串电芯的荷电。也就是说，我们的均衡能改善的，也只是第一种情况。对后两种情况根本无从下手。
那么，对第一种情况的严重性到底有多大？
目前市面上的各种FAE芯片，用量最多的可能就是耳熟能详6803/6804系列了。当组模组、 pack的时候，电芯因FAE消耗电流不同或电芯自放电不同或外部连接造成的微短路导致的电芯差异其实是非常小的。
有资料说锂电池自放电大约是每月1%。用倍率折算一下，为大约0.01C的 30X24分之一C，即大约1.4X10-5C；即使有更大的，也应不会太离谱。当然，其容量或电压的损耗随时间可能不是呈线性的；
FAE电压端消耗电流差异：大约1uA级别（具体记不清了）；
外部漏电流：绝缘部分漏电流，几乎忽略不计。
以上三个不同级别的漏电流造成的电池不平衡因素，加起来，取最大差异来估算，造成的不平衡因素也是非常小的。我曾有一次拿了个放置了一年多的电池包（20安时，原满电状态。该BMS电压采样为运放分立元件方案，比集成FAE消耗导致的不一致要大），以1C放电，仍放出了50几分钟。且电压差异不离谱。因此，要说电芯的不均衡是由各电芯消耗、损耗不同导致的主要原因，应是不可能的。可以估算，即使是使用了好几个月的电池包，该容量差异也绝对在1个安时之内，这样的话，靠几十毫安的被动均衡多浮充几个来回，完全可以解决的。
主要的不均衡因素是后两种：温度、机械应力、震动等因素导致的荷电能力出现离散型偏差，以及电压、容量曲线变异，又分可恢复不可恢复两种。
对于荷电能力偏差的电芯能怎样呢？ 比如一套原来200安时的电池系统，因为什么原因有一串变成160了，如果说用主动均衡来补充，均衡电流比较大的话，似乎能将之荷电能力抬高。可是别忘了，一般均衡都是在充电时才其作用的，系统放电的时候并不会“杀富济贫”，整套系统能放出的电仍未能被提升。如果放电时也能均衡的话，似乎有用一点，不过那也得均衡电流足够大，与系统放电电流需在同一数量级才行。这样的主动均衡能力，要想很可靠的设计出来实在不是件简单事。
对于电压、容量曲线变异的电芯（这种情况我遇到过：某个电池包，整体容量没有变，但在恒流放电过程中其中某节的电压与其他相差非常大。但在放电差不多结束时，电压又似乎比较趋向于一致），此类电芯我们可以看做DNA已经变异，属于转基因产品。对这类电芯，已经不适于组pack了。只适合做充电宝用。如能采用容量均衡方式替代电压均衡，倒也可以试试。可惜，臣妾做不到哇。
对于以上二类已经可称之为损坏的电芯，做主动均衡已经没有意义了。我们的均衡作用是修复电压离散的偏差因素，而不是补充能量！因此，我们的主要任务是挑选一致性好的电芯，并以最好方案来设计系统，而不是拼命做出大电流的主动均衡来给其中“异类”电芯杀富济贫！均衡只是治病，感冒咳嗽之类尚可，但绝对不应该去尝试已经无可救药的晚期疑难杂症。
因此，我的观点就是，首先设计PACK时，pack方案评估充分做好，热管理时温度一致性做好，电芯筛选好，匹配上小电流被动均衡足够了。被动均衡必须留着，因为这是修复极小的电芯不均衡的唯一通道。我就不信了，那么一点小差异，我每次充电都给他浮充个几小时还治不了它了！真正治不了的且不可逆的，说明PACK设计不够。此时应从PACK入手，而不是拼命加大均衡电流！
想起个笑话，有人去看病，说医生我吃肉卡骨头了，给我治喉咙吧。医生说你眼睛有问题，我给你开眼药水才是关键。貌似笑话，实为至理也。正如均衡，不想着从前端去如何消除导致不均衡因素，而只想靠均衡解决一切问题，诚可笑也。
想起大约两年前认识个公司，向我们推荐他的均衡方案：主动均衡，绝对的大电流主动均衡，承诺：即使有的电芯容量只剩50%，用上他们的均衡方案，也能让整套系统放出超过90%的容量！他们的能量转移储能媒介是什么呢？不是电容电感或变压器，而是一个电池！就是我们组系统用的电池！我有些无语。这不是在修复电芯的离散性了，而是，怎么说呢？直接就补充能量了，是吗？我担心的，更重要的一点：大电流的主动均衡非但不能起到一点点修复电芯的作用，而且更加速了变异电芯的迅速老化过程！使其恶性循环，表面看起来短期内似乎得到提升，其实不过饮鸩止渴，死的更快而已。
还是那句话：均衡的目的是治病，或调理，针对小病而已；如是癌症、艾滋什么的，请直接送火葬场。正如一个团队，大伙儿步伐、方向、速度一致的话，是最好的情况；如果其中有人偏偏拖拖拉拉，工作效率慢，来的比别人晚，走得比别人早，还无可救药不悔改。此时，此时不应该让大伙每人来搭把手让他跟上，天天给他打鸡血，让他吃伟哥，那样只会让他加速精尽人亡的过程；此时该做的是直接替换。 本文转自http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA4MDEwNjAyOQ==&mid=2650275551&idx=1&sn=d51e1c28d1aff111be1ee63f37d0db6b&scene=21#wechat_redirect
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发表于 2016-7-20 16:05:38
发表于 2016-7-20 18:45:14