呂阿谷的部落格

使用單一電池的時候，我們只要注意電池的特性，依照要求提供充電即可，

按照鉛酸電池，鋰離子電池，鎳氫電池...等規格與特性進行充電。

但多組電池串並聯組合是在許多場合會遇到的，因為單一電池不論在電壓與

電容量上來說總有不足之處，所以需要串並聯來提供更高的電壓與電流及電池容量。

而每個電池的特性並不一樣，多多少少都還是有一些差別，而使用環境的影響

也會造成電池間差異的變化，例如是否靠近熱源等。

這些差異會造成電池的充電反應不一，有的電池充的快有的電池充的慢，

但電池充電IC無法差異化管理，所以造成電池中某一顆已經充飽了，管理IC就

會停止充電，造成其他電池並未充飽的情況，長期下來，除了有損電池組的整體

容量之外，也會造成不同電池間的差異會越來越大，電池組提早裂化。

所以電池組需要進行電池間的平衡，有分主動式平衡與被動式平衡，

細分之下還有充電平衡跟放電平衡。

底下是一張簡單的說明圖：

以我前次組的12V鋰電池組來說，所使用的保護板式比較簡單的被動式平衡設計，因為是小型電池，

不需要用昂貴的主動式平衡設計。

底下簡單介紹一下鋰電池組保護板中常見的平衡IC：HY2213的工作原理，其他常見的被動平衡IC

動作原理是一樣的。

1. 概述
HY2213 系列芯片，內置高精度電壓檢測電路和延遲電路，適用於多節電池組的單節鋰
離子電池充電平衡控制的電平監視芯片。
本芯片適合於多節電池組對 1 節鋰離子電池的進行充電平衡控制。

2. 特點
HY2213 全系列 IC 具備如下特點：
（ 1） 高精度電壓檢測電路
 過充電檢測電壓 4.000~4.500V 精度±25mV
 過充電釋放電壓 3.800~4.500V 精度±35mV
 待機檢測電壓 2.70V 精度±15%
 待機釋放電壓 2.70V 精度±15%
（ 2） 各延遲時間由內部電路設置（不可外接電容）
（ 3） 低耗電流
 工作模式 典型值 2.5μA ，最大值 3.5μA（ VDD=3.9V）
 待機模式 最大值 0.5μA（ VDD=2.7V）
（ 4） 寬工作溫度範圍： -40℃～+85℃
（ 5） 小型封裝： SOT-23-6
（ 6） 無鹵素綠色環保產品
 

3. 應用
 多節鋰離子可再充電電池組
 

型號可細分不同的保護電壓：

也分用N MOS或是用P MOS：

示意電路圖，右邊是P MOS左邊N MOS：

當IC pin2上的電阻電壓達到保護IC設定值時，pin6就打開MOSFET開關，讓MOS上串連的電阻進行放電，

放電電阻值約在68-200歐姆之間，值越小，平衡電流就越大，但也要注意電阻的瓦數值，最好用1/2W，

也就是0.5W的電阻比較安全。

此時電壓較高的電池/電池組就會進行放電，等待其他電池/電池組的充電電壓上來，以達到平衡的目的。

假設放電電阻為100歐姆，MOS內阻忽略不算，平衡電流就是V(4.2)/R(100) = 42mA

這對18650電池組來說夠了，但如果是機車或是汽車的應用來說就顯得太小，

只是原理都是相通的，要更大的平衡電流就需要瓦數更高的電阻，體積與發熱量跟小型系統不能比較。

這是有平衡的保護板，紅框處就是平衡電路：

廠商也有賣無平衡電路的純保護板，沒上件的就是平衡電路：

由上圖可見放電電阻為100歐姆，101=100歐姆，放電電流就是42mA。

底下影片3分40秒處開始，他在平衡電阻上並了一個LED來觀察平衡動作，可以看到三組平衡電路

是如何工作的：