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主動(dòng)電荷平衡加速充電并增大能量
所有串聯(lián)連接的電池都需要平衡。一節(jié)電池到另一節(jié)電池的自放電速率、電子負(fù)載和溫度都不同。經(jīng)過(guò)很多充電和放電周期后，這些差別導(dǎo)致電池電荷狀態(tài)出現(xiàn)不容忽視的不平衡。電荷不平衡會(huì)降低電池組容量。例如，如果一節(jié)電池的電量比其他電池多 10%，這時(shí)給電池組加上充電電流，那么這節(jié)電池就會(huì)達(dá)到 80% 的充電狀態(tài)限制，而其他電池則充電到 70%。電池組中的可用電量減少了 10%。被動(dòng)平衡通過(guò)一個(gè)負(fù)載電阻器消耗單節(jié)電池的電量，對(duì)于在串聯(lián)連接的電池組中平衡失配電池而言，這是成本最低和最簡(jiǎn)單的方式。大多數(shù) AFE IC 都支持被動(dòng)平衡。

被動(dòng)平衡能效低且速度慢。典型的平衡電流范圍為電池容量的 1% 至 5%。要從一個(gè) 40A-hr 的電池消耗 10% 的電量，在 I = 400mA 時(shí)需要 10 個(gè)小時(shí)，或者在 I = 2A 時(shí)產(chǎn)生 8W 的熱量。很多電池都可能需要平衡。就大容量電池組而言，被動(dòng)平衡器產(chǎn)生的熱量是不可接受的，而高效率、大電流主動(dòng)電荷平衡器是惟一可行的解決方案。

主動(dòng)電荷平衡不僅能以更低的熱量加速充電，而且有助于恢復(fù)容量。電池隨著老化容量會(huì)下降。由于電池組的溫度變化率和電池制造差異，隨著時(shí)間推移，電池會(huì)有不同程度的老化。電池甚至有可能在維修時(shí)被替換。在采用被動(dòng)平衡方式時(shí)，電池組的容量由最薄弱的一節(jié)電池決定。平衡電池組并充電至 80%。當(dāng)最薄弱的電池達(dá)到 20% 時(shí)，電池組的放電就停止了。正確設(shè)計(jì)的主動(dòng)電荷平衡系統(tǒng)將按照需要，高效率地在整個(gè)電池組中重新分配電荷，并基于平均容量的電池而不是最低容量的電池確保達(dá)到 20% 和 80% 狀態(tài)。為了最大限度地延長(zhǎng)電池組的運(yùn)行時(shí)間，在電池組的充電和放電過(guò)程中，都必須對(duì)電池加以平衡。

這采用了一種非隔離型同步反激式拓?fù)?，一次最多可?duì) 12 個(gè)或更多鄰接電池中的 6 個(gè)電池進(jìn)行電荷平衡。平衡電流可能高達(dá) 10A。通過(guò)將每個(gè)反激式變壓器的副端交錯(cuò)連接，電荷可從一個(gè)由 12 節(jié)電池組成的模塊傳送至一個(gè)模塊?？蓪?shí)現(xiàn)非常高的傳送效率 (> 92%)，而且就典型的電池至電池失配情況而言，可以實(shí)現(xiàn)非常高的容量恢復(fù) (> 80%)。LT3300 可以通過(guò) LTC6804 上的串行端口來(lái)控制。這兩個(gè) IC 建立了準(zhǔn)確和易于使用的電池監(jiān)視器和平衡系統(tǒng)。