鋰離子電池由于其優(yōu)越的性能被廣泛應用于電子產品、新能源汽車及儲能系統(tǒng)等領域。均衡技術是鋰離子電池單體成組使用過程中改善不一致性的重要手段。其中，非消耗型均衡已成為了當前研究的熱點。

基于非消耗型均衡方法，為進一步實現(xiàn)均衡過程的高效性與低耗性，現(xiàn)有的拓撲結構及均衡方法按其實現(xiàn)方式主要可分為三類。

（1）減小開關自身損耗。有學者提出采用準諧振軟開關技術來實現(xiàn)開關零損耗的方法。此方法通過降低開關損耗，從而有效提高均衡效率，是一種適應性較強的低耗方法，但是諧振電路也在一定程度上增加了電路的復雜度。

（2）避免能量轉移帶來開關損耗。有學者提出了一種“屏蔽”均衡拓撲電路，此方法消耗較低，適用于充電過程，對充電輸出電流要求較高。有學者提出了一種基于電池性能實驗的分段充電電流曲線，根據電池狀況設置不同的充電電流，從而有效維持不一致性。此方法適用于單體初始差異較小的電池組。

（3）通過合理的能量轉移路徑減小損耗。傳統(tǒng)的“削峰”均衡和“填谷”均衡分別只適用于充電和放電單過程，且均衡耗時相對較長。有學者提出了能夠實現(xiàn)相鄰單體間轉移能量的均衡拓撲結構，此拓撲結構可以簡單快速地實現(xiàn)相鄰單體均衡，但有時可能會導致較多無需均衡的單體參與均衡。有學者提出了一種利用額外存儲單元轉移能量的均衡拓撲電路，此拓撲的均衡策略較為簡單，集中收集與分配能量，操作次數固定。

此外，任意單體間直接轉移能量的拓撲結構及均衡策略也先后被提出。有學者提出了一種實現(xiàn)任意單體間轉移能量的均衡拓撲電路，并簡略提出按荷電狀態(tài)（State of Charge, SOC）值高低進行配對轉移的策略。有學者提出了一種“最高電量單體與最低能量單體之間進行轉移能量”的策略，但未給出具體的轉移方法。有學者提出一種基于推挽變換器的模塊化電池均衡電路，可以有效縮短均衡路徑。

本文基于任意單體間直接轉移能量的均衡拓撲結構，提出一種新型的均衡中心及均衡閾值設定方法，并通過建立均衡過程的數學模型，提出一種具體的能量轉移最優(yōu)路徑的求解方法，發(fā)揮任意單體間轉移能量拓撲結構的靈活性，實現(xiàn)了能量轉移過程的高效與低耗。

圖5 實驗系統(tǒng)實物

結論

本文提出一種新型均衡中心點及均衡閾值設定方法，改善了傳統(tǒng)設定方法的弊端。并經過數學建模，求解得到均衡最優(yōu)轉移路徑。經對比實驗驗證，本文提出的新型均衡方法可以提高均衡效率。此外，由于均衡操作對象是高電單體與低電單體，因此該策略可避免極端電量單體帶來的不良影響。

下一步的研究工作可以從篩選最優(yōu)路徑解向量出發(fā)，在操作次數相同且最少的情況下，通過合理的評判指標來進行進一步最優(yōu)篩選。