【有獎互動】 主動均衡硬件拓撲方案對比及技術迭代分析

在儲能系統向 “盈利主體” 轉型的背景下，主動均衡技術通過動態調控電芯一致性，成為延長系統壽命、提升投資收益率（IRR）的關鍵支撐。

而硬件拓撲作為主動均衡技術的 “骨架”，直接決定均衡效率、成本與適用場景，其選型與設計對儲能系統性能至關重要。本文將聚焦多種主流拓撲，解析其技術原理、核心特性及行業適配方向。

01

傳統主流方案及特點

方案A：PACK內相鄰級“丟手帕”式主動均衡

該方案結合PACK內均衡與PACK間二次均衡，PACK內靠非隔離DC/DC轉換器實現相鄰電池能量轉移，PACK間需二次均衡機制。

方案A電路拓撲圖示意

其優勢顯著，架構簡潔易實現，硬件設計簡單，能快速部署，適合成本敏感、均衡效率要求不高的中小型儲能系統；PACK內響應迅速，相鄰電池能量交換路徑短，可快速均衡，減緩性能衰減。

但劣勢也不少，控制算法復雜，僅能相鄰電池均衡，均衡能力局限，無法箱間能量轉移，效率低；模組均衡成本高，需額外配置AC/DC電源，且AC/DC電壓需要適配不同電壓等級的PACK，定制化程度高。

方案B：“大號被動均衡放電 + DCDC均衡充電”式主動均衡

此方案融合被動均衡放電與DC/DC均衡充電，充電用DC/DC電源，放電用電阻。

方案B電路拓撲圖示意

優勢在于技術成熟度高，傳統技術成熟，元器件供應足，開發風險低；部分場景成本低，小規模系統無需復雜通訊控制，部分元器件可選通用型號，降低硬件及開發調試成本。

然而，劣勢突出，均衡效率低，電阻放電能量散失大，產品發熱嚴重；安全風險大，選通開關用機械繼電器，切換壽命短、額定電流小、響應速度慢，有電池短路風險；運維與可靠性欠佳，DC部分與MCU無通訊，可靠性差。

方案C：“大號被動均衡放電 + PACK級補電優化器”式主動均衡

該方案電芯級用被動均衡，電池PACK或電池簇層面用AC/DC或DC/DC轉換器充電。

方案C電路拓撲圖示意

優勢是可擴展性良好，PACK級補電優化器便于系統規模擴大時增加數量，降低升級成本和難度；改造便捷，已建成儲能系統升級均衡功能，只需增加PACK級補電優化器和連接線路，減少改動和停機時間。

但劣勢是電芯級均衡能力不足，依賴被動均衡，調節電芯不一致性能力有限；標準化難度大，不同電池PACK電壓有差異，產品難標準化，成本高；無法徹底解決問題，產品體積大、可靠性差，不能有效解決單體電池不一致性問題。

02

技術迭代需求與突破方向

當前主流方案存在共性問題，均衡范圍局限于相鄰電芯或單一PACK內部，難以實現全域能量流動；能量損耗普遍超20%，電阻放電等設計浪費嚴重；機械繼電器、無通訊鏈路等硬件缺陷，使系統可靠性難滿足儲能項目10年以上運行需求。

為此，下一代主動均衡拓撲向“全域能量調度”突破，通過隔離式雙向DC/DC架構實現跨PACK、跨簇直接能量轉移。

方案D電路拓撲圖示意

方案D的單體級雙向主動均衡技術就是典型實踐，其核心突破在于“全域可達、雙向高效”的能量調控。簇內均衡可“點對點”精準調控，響應速度提升3 - 5倍，單簇內均衡效率達85%以上；簇間均衡依托24V共用電源構建跨簇能量調度網絡，實現堆內任意單體間直接均衡，優化一致性。

該技術還具備高安全性與智能監控，能規避短路風險，實時監測電芯狀態與故障信息，在大規模儲能系統中優勢顯著，為解決傳統方案問題提供可行路徑。

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