在由多串电芯组成的电池包中，由于内阻、老化、容量差异等原因，各串电芯电压会逐渐不一致。如果不进行均衡管理，高电压电芯容易被过充，低电压电芯会提前欠压，从而降低整个电池组可用容量、影响寿命和安全性。

因此，BMS 中 均衡（Balancing） 是至关重要的功能。目前行业中主要采用两类方案：
被动均衡（Passive Balancing）
主动均衡（Active Balancing）
它们不仅工作原理完全不同，涉及的电子元器件也存在显著差异。下面从 FAE 的角度对两者进行系统讲解。

一、被动均衡：结构简单、成本低，但效率不高
被动均衡的原理非常直观：
通过电阻将电压较高电芯的能量以热量形式消耗掉，使多余电压下降。
它本质上是“放电式均衡”，只降低高电压电芯，不补充低电压电芯。
1. 工作器件构成（核心极少）
被动均衡涉及的电子元器件主要包括：
① 电阻（大功率均衡电阻）
负责消耗电能
典型阻值：10～100Ω
功率：0.25W～2W
是被动均衡的“主角”
② MOSFET（均衡开关）
控制电阻什么时候接入电芯
Rds(on) 要低、耐压足够
③ 采样 IC（电池监控芯片）
例如 TI BQ769x0、ADI/LTC680x 系列
负责测电压
控制均衡时序
告知主 MCU 哪颗电芯需要均衡
④ MCU（主控制器）
执行均衡策略
防止过热或均衡过度
⑤ 温度检测器件
NTC 热敏电阻用于监控电阻温度，避免过高发热。
2. 优缺点总结


3. 应用场景
电动工具
小型储能
低成本 BMS
轻型电动车、小车、儿童车
被动均衡基本是“能用且便宜”的方案。

二、主动均衡：能量转移，效率高，是高端 BMS 的主流方向
主动均衡不是通过电阻“烧掉能量”，而是广义上的：
“把高电压电芯的能量转移给低电压电芯”
能量利用率超高，可达 90% 以上。
主动均衡有多种拓扑：
电容式（搬运电荷）
电感式（Buck-Boost）
多绕组变压器式（适合高串数）
1. 工作器件构成（比被动复杂得多）
① 多颗 MOSFET（核心开关器件）
负责高低电芯之间的能量通道
要求低 Rds(on)、高速开关、耐压高
均衡电流一般 0.5A～5A+
② 能量传输器件
主动均衡最关键的元素：
电容式：
大容量电容（10–100µF）
负责一次次搬运电荷
成本较低、适中性能
电感/变压器式：
单绕组电感、双向电感
或 多绕组变压器（LTC3300 常用）
均衡效率最高
用于电动汽车、储能等高端应用
③ 均衡控制芯片（主动均衡 IC）
如 ADI/LTC3300、LTC3305、TI BQ 系列
作用：
精准控制能量流动方向
控制 MOS 开关
避免过流
系统保护与监控
④ MCU（主控）
执行复杂均衡算法
记录每串电压、温度、电流
控制均衡流程
⑤ 电流检测器件
采样电阻
霍尔电流传感器
用于监控均衡电流是否超限。
⑥ EMI 元件与保护元件
由于主动均衡会引起较强电磁干扰（电感/变压器）
必须配置：
TVS
RC 吸收
EMI 滤波器
保险丝
其保护设计比被动均衡更复杂。


三、主动 vs 被动 —— 核心差异总表


四、FAE选型建议
如果客户关心成本 > 性能：选择被动均衡
如果客户关心性能 > 成本：选择主动均衡
容量 ≥ 50Ah、串数 ≥ 16S、充放电电流大、续航/寿命重要
→ 100% 推荐主动均衡

均衡方案既决定电池组的性能，也影响寿命与安全性。从 FAE 的角度看：
被动均衡适合“够用、便宜、简单”的应用
主动均衡适合“高性能、高容量、高寿命”的应用
两者在工作原理、效果、结构、成本以及涉及的电子元器件上都有显著差异，工程师需要根据电池组应用场景进行合理选择。