電池組是由多個(gè)電池（通常是純電動(dòng)汽車(chē)中的鋰離子電池）組成的陣列，可產(chǎn)生高達數百伏的電壓。電池組的電壓取決于電動(dòng)汽車(chē)的系統需求。

系統的第二個(gè)組成部分是逆變器。電動(dòng)汽車(chē)采用的交流牽引電機可在汽車(chē)完全停止狀態(tài)提供加速度，而且非�？煽�。電池組的電壓為直流 (DC)，通過(guò)逆變器轉換成交流 (AC)（通常為三相）。與電壓一樣，相數取決于系統需求和所用電機的類(lèi)型，但通常為三相。

所用的電機通常為感應電動(dòng)機，需使用交流電壓。此類(lèi)電機常用于電動(dòng)汽車(chē)，因為它們易于驅動(dòng)、性能可靠且具有成本效益。電機的外層組件是定子，上面纏繞著(zhù)三個(gè)線(xiàn)圈。內層通常是由銅條或鋁條構成的轉子。

如圖所示，電動(dòng)汽車(chē) (EV) 的基本傳動(dòng)系統由三個(gè)系統模塊組成。

電動(dòng)汽車(chē)傳動(dòng)鏈的簡(jiǎn)單流程 – 電池管理系統（BMS）到逆變器，然后到三相交流電機

關(guān)于與電池組和管理電荷狀態(tài)相關(guān)的注意事項：由于電池組由多個(gè)電池串聯(lián)而成，其有效使用性能基于最薄弱的單個(gè)電池。電池的電量存在差異是由于制造過(guò)程中的化學(xué)失衡，在電池組中的位置（熱量變化）以及使用或壽命相關(guān)的改變。

電池電壓之間的差異指示系統層面電池的失衡。造成這種差異的原因至今仍在研究之中。充分了解這一點(diǎn)是非常重要的，因為它影響著(zhù)電池組在電力輸出方面的持續時(shí)間，以及每個(gè)單體電池的可用壽命和電池組的使用壽命。

需要考慮的最重要參數之一是電荷狀態(tài)。由于各個(gè)單體電池的電量不同，因此我們以百分比來(lái)反映電池之間的電量不平衡情況。如果一個(gè)電池的電荷狀態(tài)為94%，另一個(gè)電池的電荷狀態(tài)為88%，則兩者的電量存在6%的不平衡。此外，每個(gè)電池也有不同的電壓，稱(chēng)為開(kāi)路電壓 (OCV)，這是化學(xué)電荷狀態(tài)。

電池組面臨的挑戰是在汲取電流時(shí)，并非每個(gè)電池都會(huì )以相同的速率損失電量。因此，即使電池串聯(lián)連接，放電率也會(huì )以不同的速度發(fā)生。由于一些電池的吸收量低于其他電池，因此它們回收和吸收電量的能力將隨著(zhù)時(shí)間而改變。其他條件（包括溫度）則會(huì )加速該循環(huán)。正如前文提到的那樣，一些電池單元可能會(huì )因其定位或位置靠近散熱元件而變得更熱。

電池故障的主要原因是電池完全崩潰，這將影響電池電壓，因為電池基本上只是一個(gè)降低電壓的電阻。避免這種情況的一種方法是通過(guò)電池平衡，電池平衡是管理如何使每個(gè)單體電池充滿(mǎn)電的過(guò)程。有幾種技術(shù)可以實(shí)現電池平衡；最簡(jiǎn)單的方法是在每個(gè)單體電池上并聯(lián)一個(gè)電阻和一個(gè)金屬氧化物半導體場(chǎng)效應晶體管 (MOSFET)，通過(guò)監視電壓的比較器監測各單體電池的電壓，并使用簡(jiǎn)單的算法開(kāi)啟 MOSFET 為電池分流。這種方法的缺點(diǎn)是旁路能源浪費。

另一種技術(shù)被稱(chēng)為電荷轉移，它不使用電阻器，單體電池之間只連接一個(gè)電容器。這種技術(shù)不會(huì )造成旁路能源浪費，但它更復雜，因為您需要在更寬距離上連接電池，而不是繞過(guò)每個(gè)單體電池。

電動(dòng)汽車(chē)中使用的技術(shù)通常是電感式充電，其中變壓器連接不平衡的單體電池，因為它是較高功率的系統。電路設計趨于大型，這需要設計包括更大的面積以適應實(shí)施解決方案所需的電路數量。

所有這些平衡都基于對單電池特征和化學(xué)的廣泛研究，由使用 MATLAB 等工具運行它們的電子表格和數學(xué)公式來(lái)表示。微處理器在系統中起到確保正確執行所有平衡的重要作用。為了給微處理器供電，DC/DC 轉換器直接連接到電池組，并根據系統設計提供 48V 或 12V 輸出，為系統供電。TI有兩個(gè)可以為微處理器供電的設備；兩者都能夠承受苛刻條件下的瞬態(tài)特性以及寬電壓范圍。

LM5165-Q1 是一款 3V 至 65V，超低輸出同步降壓轉換器，可在寬輸入電壓和負載電流范圍內提供高效率。該器件具有集成的高端和低端功率 MOSFET，能夠以 3.3V 或 5V 的固定輸出電壓或可調輸出電壓的條件下，提供高達 150mA 的輸出電流。該轉換器設計旨在簡(jiǎn)化方案，同時(shí)優(yōu)化諸如電池管理系統等應用性能。在工作溫度高達150°C 結溫 (Tj) 時(shí)，該器件可以承受電動(dòng)汽車(chē)中的高工作溫度范圍。

LM46000-Q1 SIMPLE SWITCHER® 穩壓器是一款同步降壓型 DC/DC 轉換器，能夠在 3.5V 至60V 的輸入電壓范圍內驅動(dòng)高達 500mA 的負載電流。當您需要系統的高輸入電壓或更大電流時(shí)，LM46000-Q1 以極小的解決方案尺寸，提供卓越的效率、輸出精度和壓降電壓。

有許多方法可以管理電池組中鋰離子電池的平衡，但設計外觀(guān)取決于許多因素，如成本、尺寸、熱特性及精度要求。在實(shí)現之前，需要將所有上述因素納入設計策略的考慮范圍。了解有關(guān)符合嚴格汽車(chē)和系統要求的TI產(chǎn)品的更多信息，并查看 HEV 高單體電池數量電池組的系統框圖。