图1. 电池单元均衡典型拓扑结构。
电池单元间不匹配会显著缩短运行时间
电池单元间的容量或SoC不匹配可能会严重降低电池包可用容量，除非均衡电池单元。为使电池包容量最大化，要求在电池包充电和放电期间，电池单元是均衡的。在图2所示的例子中，一个10单元串联电池包由（标称）100 安时电池单元组成，最小容量单元与最大容量单元的容量误差为±10%，对该电池包充电和放电，直至达到预定SoC限值。如果SoC值限制在30%和70%之间，并且不进行均衡，则经过一次完全充电/放电循环之后，电池包可用容量相对于理论可用容量减少25%。被动均衡理论上可以在电池包充电阶段均衡各电池单元的SoC，但在放电期间，无法阻止第10个单元先于其他单元达到30%的SoC水平。即使在电池包充电期间进行被动均衡，在电池包放电期间也会损失可观的容量（不可用）。只有主动均衡解决方案才能恢复容量，在电池包放电期间将电荷从高SoC单元重新分配给低SoC单元。
图2. 电池单元间不匹配导致电池包容量损失的例子。
图3显示了使用理想主动均衡功能可以100%恢复因电池单元间不匹配而导致的容量损失。在稳态使用期间，当电池包从70% SoC 的完全充电状态放电时，必须从第1个单元（最高容量电池单元）中取出存储的电荷并转移到第10个单元（最低容量电池单元），否则第10个单元会先于其他单元达到最小30%的SoC点，导致电池包必须停止放电以防寿命进一步缩短。类似地，在充电阶段必须将电荷从第10个单元中移除，重新分配到第1个单元，否则第10个单元会率先达到70%的SoC上限，导致充电周期必须停止。在电池包使用寿命中的某个时间点，电池单元老化的差异将不可避免地造成电池单元之间的容量不匹配。只有主动均衡解决方案才能恢复容量，根据需要将电荷从高SoC单元重新分配给低SoC单元。为在电池包使用寿命期间实现最大容量，需要通过主动均衡解决方案来给单个电池单元有效充电和放电，以使整个电池包维持SoC均衡。
图3. 理想主动均衡实现容量恢复。
高效率、双向均衡提供最高容量恢复
（见图4）是专为满足高性能主动均衡需求而设计的新产品。高效率、双向、主动均衡控制IC LTC3300-2是高性能BMS系统的关键组成部分。每个IC可以同时均衡多达6个串联连接的锂离子或磷酸铁锂电池单元。
