【導讀】隨著電動汽車（EV）制造商努力使電池更經(jīng)濟實惠、更易于批量生產(chǎn)，我們看到了電池化學的變化。例如1，該行業(yè)正在從傳統(tǒng)的鈷鋰離子電池轉(zhuǎn)向磷酸鐵鋰（LFP）電池。鈷等稀土金屬供不應(yīng)求，而磷酸鐵鋰等材料是一種更豐富、更可持續(xù)、更高效的替代品。
隨著電動汽車（EV）制造商努力使電池更經(jīng)濟實惠、更易于批量生產(chǎn)，我們看到了電池化學的變化。例如1，該行業(yè)正在從傳統(tǒng)的鈷鋰離子電池轉(zhuǎn)向磷酸鐵鋰（LFP）電池。鈷等稀土金屬供不應(yīng)求，而磷酸鐵鋰等材料是一種更豐富、更可持續(xù)、更高效的替代品。
1:[https://news.ti.com/whats-next-in-bms-safer-more-affordable-electric-veh...
在樓氏電容，我們對電池化學的發(fā)展趨勢很感興趣，因為這些趨勢激發(fā)了電池管理系統(tǒng) (BMS) 的進步。BMS 負責通過管理溫度、執(zhí)行充電狀態(tài) (SoC) 評估和進行電池均衡來監(jiān)控電池組性能。
雖然被動電池均衡曾經(jīng)是更常見的技術(shù)，但隨著 BMS 的進步，一些電動汽車制造商正在轉(zhuǎn)向主動電池均衡。這一變化影響到各級組件的選擇，包括電容器的選擇。采用主動電池均衡技術(shù)的 BMS 需要專門設(shè)計的高質(zhì)量電容器。
主動式與被動式電池/電容器均衡
保持健康的電池 SoC 可延長電池壽命，防止在極端充電和放電情況下造成損壞。主動和被動電池均衡技術(shù)都旨在保持健康的 SoC。由于較弱的電池單元充電和放電的速度往往快于較強或較高容量的電池單元，因此它們對系統(tǒng)運行時間的影響更大。
被動電池均衡2的目的是通過集中處理容量最低的電池（也稱為 "弱 "電池）來均衡電池堆中電池的 SoC。這種技術(shù)的目標是使電池堆中的每個電池看起來都是容量最弱的電池。使用相對較低的電流從 SoC 值較高的電池中消耗能量，從而實現(xiàn)平衡。這樣可以確保所有電池都能充到最大 SoC 值，而無需考慮其真實容量，并且充電可以持續(xù)到每個電池都充滿為止。雖然這種技術(shù)能以相對較低的成本實現(xiàn)平衡，但并不能延長系統(tǒng)的運行時間。此外，放電過程還會浪費能量。
2:[https://www.analog.com/en/resources/technical-articles/passive-battery-cell-balancing.html#:~:text=Passive%20balancing%20allows%20the%20stack,charge%20to%20their%20maximum%20]
與耗散電荷的被動電池均衡不同，主動電池均衡可重新分配電荷。如圖 1 所示，主動電池均衡3是一種更復雜的技術(shù)，占用空間更大，但它能增加電池組中的可用電量，從而延長運行時間。在充放電循環(huán)過程中，將電荷從較強的電池單元重新分配到較弱的電池單元，還能減少整體充電時間和發(fā)熱量。
圖 1：采用主動均衡（下圖）時，電荷從較強的電池單元重新分配到較弱的電池單元；結(jié)果是電池堆完全耗盡。而采用被動均衡（上圖）時，未使用的容量仍會保留。出處4
4:[https://www.analog.com/en/resources/technical-articles/active-battery-cell-balancing.html#:~:text=Active%20cell%20balancing%20is%20a,decreasing%20heat%20generated%20while%20ba]
主動單體均衡如何影響電容器的選擇
基本設(shè)計的改變，如從被動電池均衡到主動電池均衡的轉(zhuǎn)變，需要電路板級的調(diào)整，包括新的電容器。電容器在整個充電周期中充當主動均衡系統(tǒng)的中間儲能設(shè)備。
飛跨電容器多電平逆變器是有源電池均衡的有力選擇，因為它們可以臨時存儲和釋放能量；尤其適用于均衡電壓水平和優(yōu)化可用電壓。飛跨電容器通過在充電階段連接電壓較高的電池，在放電階段連接電壓較低的電池來實現(xiàn)這一目的。這一概念有時被稱為 "充電穿梭"5。
5:[https://www.batterypowertips.com/active-cell-balancing-basics/#:~:text=So%2Dcalled%20flying%20capacitors%20can,referred%20to%20as%20charge%20shuttling.]
樓氏電容的專業(yè)工程師團隊在高可靠性陶瓷電容器方面擁有數(shù)十年的豐富經(jīng)驗，我們隨時準備為您提供支持，幫助您選擇改進 BMS 的元件。
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