电池组寿命提升五倍以上，均衡为何这么牛？

锂离子电池使用中为了满足能量和电压的需求，要将数百只甚至是数千只单体电池通过串联和并联的方式组合为电池组，理论上这些单体电池应该具有完全相同的特性，但是实际上由于制造和生产过程相关工艺参数的波动，即便是同一批次的锂离子电池在性能上仍然存在一定的差异（例如容量、内阻和衰降速度等），虽然在在成组之前我们会进行筛选和匹配，仍然无法保证100%的一致，因此成组后，在使用过程中这些差异就会随着循环次数的新增而不断积累，导致单体电池之间的性能差异不断扩大，同时由于电池组庞大的电池数量，在使用过程中电池组内部必然存在一定的温度梯度，温度梯度的存在也会导致电池内阻的不一致性和电流分布的不一致性，从而导致单体电池衰降速度的不一致，这些因素都会导致电池组的循环性能要远远低于单体电池的循环寿命，例如北京公交示范线上运行的公交车，在没有均衡器保护的情况下，尽管单体电池寿命可达1000次以上，但是在组成电池组后仅仅经过150次循环就出现了严重的容量衰减，抽检发现部分单体电池的容量已经低于额定容量的80%以下，这重要是因为单体电池在库伦效率、衰降速度和内阻新增方面的微小差异在循环中持续积累，最终导致了部分单体电池衰降速度过快。

单体锂离子电池之间的不一致性重要包含温度、电压、SoC、容量和内阻等指标，假如我们将时间因素也考虑在内，锂离子电池的不一致性还应该包含自放电、库伦效率、容量衰降速度等，上海理工大学的LongZhou等将这些不一致因素分为三类：第一类为初始因素，例如电池的容量、内阻等，他们决定了锂离子电池的基本能力；2）第二是现在因素，例如容量、电压、SoC等，这些指标决定了锂离子电池目前的能力；3）第三是时间积累因素，例如容量衰降速度、内阻新增速度和充放电库伦效率，这些因素决定了锂离子电池未来的能力。锂离子电池一旦成组后，电池组的“初始状态”和“现在状态”就已经确定，我们要解决就是“时间积累因素”对电池组性能造成的影响。

“时间积累因素”对锂离子电池组性能的影响重要是通过反复循环中的积累体现，我们以“容量衰降速度”为例，假如两个串联在一起的两只电池A和B，假设其中A电池的每次循环中的平均可逆容量衰降速度为0.005%，而B电池为0.008%，这两只电池容量衰降速度的不一致会在循环中持续积累，循环500次后，A电池容量衰降为2.5%，而B电池则达到了4%，假如在没有均衡保护的条件下，B电池由于可逆容量衰降速度较快，因此在充电的时候当A电池充满电后，B电池实际上已经发生了显著的过充，造成B电池容量加速衰降，甚至引发B电池的热失控。实际上锂离子电池在循环初期衰减速度明显高于后期，因此A和B之间的容量衰降速度差别还可能更大，同时在B电池发生过充和过放后，其容量衰降速度还会进一步加速，因此一个锂离子电池组在没有均衡保护下情况下性能衰降速度要远远快于单体锂离子电池。

锂离子电池的均衡策略重要可以分为两类：1）耗散型均衡；2）非耗散型均衡。两者的重要差别在于均衡过程中电池的能量的去处，其中耗散型均衡通过直接对所有电池放电到某个固定电压值，从而恢复单体电池之间的平衡，优点是结构简单，但是能源浪费较多，同时存在产热的问题。非耗散型均衡通过将电压较高的单体电池的电量转移到电压较低的电池之中，实现单体电池之间的均衡，优点是能源浪费少，缺点是结构较为复杂，成本较高。

电压是锂离子电池在均衡中最为常用的参数，通过测量电池组内不同单体电池的电压，一旦单体电池的之间的电压差值达到某个标准，均衡器就开始工作，对单体电池进行均衡，均衡器的使用大大减少了循环中单体电池之间的偏差，提升了电池组的循环性能。