文献综述
摘要：为了满足功率电压等方面的要求，需要将众多电池进行一定形式的串并联。电池组充放电时的不均衡，会引起电荷的不平衡。导致了电池组充放电效能的下降和循环寿命的缩短，因此，均衡管理模块已成为电池管理系统的关键组成部分。尤其是卫星上的电池组一旦出现问题很难维修，所以在微纳卫星上更应该重视电池的均衡充电问题，在设计时需要考虑电路的功率，电压，电流的大小以及均衡效率的问题，还应设计相应的过充过放保护电路[6]。
关键词：锂电池组，均衡充电，过充过放保护
引言
无论是在电动汽车领域的应用，还是在航天领域的应用，单体锂电池的电气特性都无法满足工作条件下负载对电压和电流的要求。为了提高电池可以供给的电压和容量需要将若干电池进行串并联组合，提高电池组系统的整体容量和供电电压以满足电路的需要，增加系统的稳定性。锂蓄电池具有能量比较高，寿命长，额定电压高，可承受功率大，自放电率低等优点，已经被广泛的被应用。但因为制作过程中细节的不一致和储存环境的不一致导致了电池之间的微小差距。这种不一致性会影响电池组的整体性能，且会随着电池组放电充电次数的增加，这种不一致性会增加。若缺少对电池组充电和放电的精准控制和高效的均衡，电池间的差异会越来越大，直至出现个别电池单体容量下降，导致电池组性能下降、电压降低，寿命衰减，无法正常工作，甚至会降低安全性，从而导致意外发生[10]。因此，研究锂电池组的充电放电过程，设计相应的均衡电路，减小电池单体之间的电压，荷电状态的差距，并设计相应的保护电路，如过充保护和过放保护，是十分重要的。
国内外研究现状
目前锂电池管理系统（Battery Management System，简称BMS）多用于新能源汽车领域，相关技术研究也主要集中在汽车相关领域[12]。国外有特斯拉、通用公司等进行研究，国内也有包括清华大学、吉林大学等学校的实验室进行相关技术的研究。
根据国内外的研究情况，电池组的充放电均衡主要分为被动均衡和主动均衡[7]。
被动均衡主要是通过对能量较高的单体电池进行旁路电阻放电，使各单体电池的荷电状态趋于一致的均衡方法，也称为能量耗散型均衡，一般可以分为两类：固定分流电阻均衡和开关分流电阻均衡。
前者是每一个单体电池都并联一个大电阻，可靠性高但是实时分流消耗的能量多；后者采用开关电路对电压值超过电池组平均电压的单体电池进行放电，能量耗散小。
主动均衡主要是通过电容电感等储能元件实现单体与单体，单体与电池组之间的能量转换。主要分为电容型、电感型和变换器型[10]。
电容型是在单体电池两两之间并联电容[11]，即一个电池组有N个电池需要N-1个电池，电容在此电路中作为能量媒介，实现两个相邻电池的能量由从高的一个到低的一个传递。电容型均衡电路结构简单，效率高，应用范围广。但由于单体电池的电压较低以及其他元器件电阻的存在等原因，实际能给电容充电的电压较低，不能满足均衡电容对低电压的单体电池进行充电的要求，对此，李仲兴等人[1]增加增压电感L，升高对均衡电容的充电电压以实现能量从均衡电容到电压低的单体电池的转移。陈律清等人[2]仅使用一个均衡电容与电池组并联，使用MOS管控制均衡电容与各单体电池的通断，较好地解决了电容型均衡电路效率低的问题。还有国外研究的双层开关电容器电池电荷均衡技术[13]。
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