位于慕尼黑的英飛凌科技公司汽車系統(tǒng)工程部門最近接到一項開發(fā)E-Cart的任務(wù)。E-Cart是一種可駕駛的車輛，主要用于演示混合動力汽車的電氣性能。該車將采用一組龐大的鋰離子電池組提供動力，當(dāng)時開發(fā)人員就意識到對其進(jìn)行帶充電平衡的電池管理是絕對必要的。這種情況下必須采用在各節(jié)電池之間進(jìn)行主動能量轉(zhuǎn)移的方式來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的簡單充電平衡方案。他們開發(fā)的主動充電平衡系統(tǒng)在材料成本與被動方案相當(dāng)?shù)那闆r下能提供更優(yōu)秀的性能(見圖1)。

圖1：E-Cart原型

電池系統(tǒng)架構(gòu)

鎳鎘電池與隨后出現(xiàn)的鎳氫電池多年來一直主宰著電池市場。鋰離子電池是最近才進(jìn)入市場的，但由于其性能有極大提高，因此其市場份額增長非常迅速。鋰離子電池的儲能容量非常驚人，但即便如此，單個電池單元的容量不論從電壓還是從電流方面仍都太低，不能滿足一個混合動力發(fā)動機的需要。并聯(lián)多個電池單元可以增大電池所提供的電流，串聯(lián)多個電池單元則可以增大電池提供的電壓。

電池組裝商通常利用一些縮略短語來描述其電池產(chǎn)品，例如“3P50S代表該電池組中有3個并聯(lián)的電池單元、50個串聯(lián)的電池單元。

模塊化結(jié)構(gòu)在對包含多個串聯(lián)電池單元的電池進(jìn)行管理時是很理想的結(jié)構(gòu)。例如，在一個3P12S的電池陣列中，每12個電池單元串聯(lián)之后就組成了一個模塊(block)。然后，這些電池單元就可通過一塊以微控制器為核心的電子電路對其進(jìn)行管理和平衡。

這樣一個電池模塊的輸出電壓取決于串聯(lián)電池單元的個數(shù)和每個電池單元的電壓。鋰離子電池單元的電壓通常在3.3V到3.6V之間，因此一個電池模塊的電壓約在30V到45V之間。