锂离子电池 155 315 >320 <0。5% ≥1000 次

燃料电池 500 100 1000 <0。01% —

铅酸动力电池成本低、性能可靠、较好的充放电倍率，对于短途低速电动车适用性强， 但是铅酸电池的产物中有重金属，对环境有一定污染。镍氢电池具有高比能量和比功率、对 过度充电和过度放电的耐受能力较强、循环次数高、安全，主要应用场合是混合动力汽车， 但其自放电率大、高温下性能较差、成本较高。燃料电池在所有电池之中有最高的比能量同 时比功率也非常高，其使用性能非常稳定，并且没有污染，是电动汽车的理想电源，但成本 高、燃料运输存储困难。同样条件下，拥有高比能量和单位密度能量高的锂离子电池有着自

第 2  页 本科毕业设计说明书 放电率低的优点，而且其电池单体有着比较高的电压，具有较为广阔的市场前景，但是其电 池组的一致性不高，并且存在安全与成本的问题。

目前，重金属电池如铅酸电池占动力电池市场的主要部分，但锂离子电池、镍氢电池应 是技术研发的热点，也是未来发展的主要方向，本文主要以锂电池均衡技术展开研究。

1。2 电池均衡技术的必要性

一般来说，电动汽车需要多节电池单体串联或者并联成为电池组以后达到一定的电压才 能为电动汽车提供动力。但是电动动力电池在其生产过程中因为制造水平与生产工艺的限制， 即使是相同的出厂时间并且规格型号相同的电池在性能的各个方面也会存在一定的差异，当 动力电池单体串联应用于纯电动汽车时，由于电池组内的电池单体间存在容量、电压等不一 致性的差别，会使电池组整体的使用性能下降，导致容量和循环次数都低于单体电池，电池 得不到充分利用，寿命缩短，并且会导致电动汽车的续驶里程缩短，也增加了成本。

在电池管理系统（BATTERY MANAGEMENT SYSTEM BMS）[10]中，为了防止过度充电 过度放电，BMS 会根据电池的实时数据对电池组的充放电进行控制从而使电池组而受到保 护。当然，这样也会存在一些问题，在下图所示的电池组充放电过程中，因为电池组内各单

体电池之间容量、电压存在差异，串联电池组在充放电过程中会存在许多问题。例如充电过 程中会有部分电池未达到充电的截止电压而在放电阶段部分电池未达到放电的截止电压的问 题。在充电阶段中，充电时Ⅲ号电池已达到充电截止电压 Umax ，但Ⅰ、Ⅱ号电池却未充满， 此时 BMS 保护控制电路会控制停止充电。电池放电时，Ⅲ号电池的放电程度已经达到本身的 放电截止电压 Umin ，但Ⅰ和Ⅱ号电池容量并没有达到截止电压，而这时候电池组会停止放 电。由此可以得出，电池组内性能最差的电池单体对于电池组的最大可用容量具有决定作用。文献综述

电池均衡技术的必要性在于，均衡管理与控制模块作为电池管理系统（BMS）的重要模 块，可以实时监测电池组状态信息，根据电池状态信息并使用相应的控制策略对电池组使用

本科毕业设计说明书 第 3 页 均衡控制电路进行均衡控制，减小电池组中各单体电池的不一致性，有效的降低了电池组不 一致性在使用过程中对电池造成的损伤，提高电池组整体的容量利用率，充分发挥电池的效