电池不平衡 (即组成一个电池组的各节电池的充电状态失配) 在大型锂离子电池组中是个问题，这个问题是由制造工艺、工作条件和电池老化的差异造成的。不平衡可能降低电池组的总容量，并有可能损坏电池组。不平衡使电池从充电状态到放电状态都无法跟踪，而且如果没有密切监视，可能导致电池过度充电或过度放电，这将永久性地损坏电池，甚至造成更大的损失。电池制造商按照容量和内阻对电动汽车电池组中使用的电池进行分类，以在交付给客户的特定批次中，减少电池之间的差异。然后，再仔细挑选电池来构成汽车电池组，以改善电池组中每两节电池之间的匹配。理论上，这应该能防止电池组中产生大量的不平衡，但是尽管如此，普遍的共识是，当构成大型电池组时，既需要电池监视、又需要电池平衡，以在电池组寿命期内保持大的电池容量。

目前，行业内对锂离子电池组均衡的方法有很多种，主要分为在线均衡和线下均衡两大类，而每类又包括充电均衡和放电均衡，从实现手段上，又有分流法、平衡法、消耗法、补电法和放电法等。

首先说在线均衡的方法：

（1）在线均衡-充电分流法，充电均衡在充电过程中后期,部分电池的容量很高，其单体电压已经超过设定的限制的时候(一般要比截止电压小)时，BMS控制均衡电路开始工作，控制这些容量满的电池少充、不充甚至是转移能量，以达到在整个电池组的容量小的电池继续充电并且容量满电池不损坏的目的。分流法的功能是防止电池组内的电池过充电，部分结构在放电使用中，可能会带来的某些负面影响。由于充电均衡仅仅保证了电池在充电中，容量最小的电池不过充，在放电过程中，它能释放的能量也是最小的，因此这些电池过度放电的可能性很大。如果BMS控制不好的情况下，这些容量小的电池已经处于深度放电条件下，电池组的整体仍蕴含较高的能量(表现在电池组电压较高)。往往充充电分流法需要与放电平衡法或放电补电法一起使用。

（2）在线均衡-放电消耗法，在电池组输出功率时，通过将电容容量高的电池通过电阻消耗掉一部分容量，使得电池容量低的单体电压不会过放电。这种方法的局限是通过电阻消耗虽然方法简单但又白白浪费能量且增加无谓的热量。

（3）在线均衡-放电补电法，在电池组输出功率时,通过补充电能限制容量低的电池放电，使得它单体电压不低于预设值(一般要比放电终止电压高一点)。预设值是很难设计的，与不同的电池种类有很大的关系。两个重要参数充电截止电压和放电终止电压，均和电池温度，充放电流很关。

事实上，在线均衡是在BMS的基础上增加均衡的功能来实现的，前几年在国内主要是这种方法，这里面最简单的办法可能就是当单体电压在满足一定条件时，把单体电池的回路断开,并使用另一个开关进行旁路。然而对于电池组而言就需要组合成开关矩阵，动态改变电池组内单体之间的连接结构，可使用的是继电器，智能功率开关。由于电流的实际大小很大，使得这种方法对于开关的要求很高，从实际应用来看是最不现实的。本身这种方法也存在很多的局限性。有人想到给每只电池添加一个额外的旁路补偿装置,通过外部电阻的特性来补偿电池的特性，就是用的分流法。还有人想到给单体电池提供并联电流支路,将电压过高的单体电池通过分流转移电能达到均衡目的，也就是消耗法。它们的实质是通过能量消耗的办法限制单体电池出现过高或过低的端电压，这是成本最低的可行的办法，需要考虑的问题同样是电阻的散热功率，电池组的能量损耗，开关的过流能力。这些方法经过实践的检验，都是有一定的问题的。

目前在线均衡方面比较起来还可以使用的方法是通过能量变换器将单体之间的偏差能量馈送回电池组或组中某些单体。在这个方面有着各种的方法，使用电容，电感和变压器等器件进行能量的转移，也会划分为单向和双向，集中和分散，其实区别不大，基本上都属于平衡法。但是这种方法的缺点是需要增加复杂的控制电路，而且能量转换的效率低，均衡效果有限，实践证明，一旦电池差异较大时，这种方法根本无法实现电池均衡。同时由于控制电路复杂，还会增加故障率，往往得不偿失。

线下均衡的方法在近几年得到了一定的重视和发展，我们公司从2011年开始研究电池线下均衡的方法，取得了多项国家专利，在线下均衡设备方面也获得了一定的成功，我们的基本思路是，电池在使用过程中是逐渐出现的不一致问题，不会突然出现。那种突发的问题，都不是均衡能解决的，那么在线均衡除了增加成本和故障率外，均衡效果又很弱，其实没有什么用处。通过实践研究，我们发现动力电池组在半年左右的时间会有均衡的需要，那么我们完全可以要求每半年时间对电池组进行一次均衡，这就完全可以解决电池均衡的问题了，而线下均衡的好处是，将BMS附加的均衡功能去掉，节省了成本，降低了故障率，而且还可以有效地降低产品的体积，同时由于线下均衡所需的仪器在固定场所使用，无需过度考虑复杂的使用环境，可靠性可以得到很好的保证，均衡能力相比在线均衡可以有很大的提高，并且多个电池组可以共用一套线下均衡设备，节省的是多个电池组的在线均衡电路，所以线下均衡具备很多的优势，将是未来电池均衡的主要发展方向。我们采用的线下均衡方案如下：

（1）线下均衡-充电均衡，充电均衡是采用并联充电的方法，采用多个低电压、大电流的充电电源为每一只单体电池充电，将全部单体电池充电到相同的状态，从而实现电池的一致性。

（2）线下均衡-放电均衡，放电均衡是采用并联放电的方法，为每一只单体电池放电，将全部单体电池放电到相同的电压，从而实现电池的一致性。

与我们的方案不同的线下均衡方案，还有只用一个电源通过开关切换对电池容量低的电池进行充电的线下均衡方案，这种方法的缺点是均衡效率低，而且由于均衡存在时间差，而电池又存在充电恢复曲线（电池充电完毕后，电池电压会持续下降一段时间），所以导致均衡精度无法保证。所以虽然这种方法从整体成本上有一定的降低，但是并没有更多的优势。