應用被動均衡通常是指在電池管理系統(Battery Management System, BMS)中,對電池組中的單個電池進行電壓均衡的一種方法。這種方法的核心思想是透過耗散能量的方式來減少電池單元之間的電壓差異,以維持電池組的一致性和延長電池的使用壽命。
在被動均衡中,當電池組中的某個電池電壓過高時,BMS會啟動均衡過程,透過連線一個電阻將該電池的多餘能量以熱量的形式耗散掉,從而使電池的電壓降低到與其他電池相等的水平。這種方法的優點是電路結構簡單、成本較低,且不需要複雜的控制策略或額外的能量儲存元件。然而,被動均衡的缺點也很明顯,主要是能量利用率低,因為透過電阻耗散的能量無法再被利用,這會導致系統效率的降低,並且可能會增加電池組的發熱量,從而對散熱系統提出更高的要求。
被動均衡通常適用於那些對能量效率要求不高,但對成本和系統複雜性有限制的應用場景,例如小型電動工具、電動腳踏車、一些儲能系統等。在這些應用中,電池組的規模相對較小,電池單元數量不多,被動均衡能夠在合理的時間內完成電池的均衡。
在設計被動均衡電路時,需要考慮電阻的選擇、MOSFET的選型、熱管理以及短路和保護措施等因素。例如,電阻的阻值決定了均衡電流的大小,需要在效率和均衡速度之間找到平衡;而MOSFET的選擇則需要確保其導通電阻足夠小,以減少能量損耗,同時耐壓要高於電池組中最高單體電壓,避免擊穿。
總的來說,被動均衡是一種簡單有效的電池電壓均衡技術,儘管存在能量損耗和均衡速度慢的缺點,但在許多應用場景中仍然被廣泛採用。透過合理的電路設計和熱管理,可以在保障電池組安全的前提下,延長電池組的壽命,提升系統的可靠性。