一、前言

近年來，隨著各種混合動力汽車和電動車的發展，對車載蓄電池的性能要求越來越高。特別是插電式混合動力汽車(PHEV)和電動車(EV)更是這樣：和汽油式混合動力汽車相比，對蓄電池容量的要求更高、而充放電損耗和自放電要求盡量小。因此，鋰離子蓄電池的地位則越來越重要。

研究報告表明：2013年，全世界鋰離子蓄電池市場規模為5，670億日元。而到2018年其規模則增大163.8%，達到9，282億日元。

鋰離子蓄電池除具有體積小、重量輕的特點之外，標稱電壓(NominalVoltage)高達3.6伏特、能量密度很高(意味著可以用較少的電池單元獲得同樣的輸出電壓)。但是，從安全性的角度，以及為了防止過度充放電而帶來的電池性能劣化，需要設置對電池組中的每個電池單元進行電壓和溫度進行監視的子系統(IC)。同時，考慮到這種子系統也有可能出現故障，還需要有檢測該系統工作狀態的獨立并列系統。

二、串聯電池組的固有問題

當串聯電池組中電池單元數量增加到數十至上百個時，串聯電池組的一個問題變得突出起來，這就是電池單元平衡問題。

雖然鋰離子蓄電池為工業化大量生產的產品，但是，在現有的生產環境下，所有的電池單元不可能都具有相同的質量。比如，在制造過程中，電池單元的電極卷繞時的張力的變化，就會影響電池單元的劣化速度。另一方面，也不能要求在使用時，所有的電池組的使用環境完全相同。在使用過程中，離熱源近的電池單元劣化較快，反之離熱源遠的電池單元劣化較慢。

由此而產生的問題是，電池組中的各單元隨著使用時間的變化其劣化速度不同，導致電池單元的容量出現偏差。

電池組的總體性能也遵循著“木桶原則(短板原則)，即木桶的容量取決于構成木桶的所有木板中最短的那一塊，電池組的容量也取決于容量最小的那個電池單元。蓄電池在充電過程中，一旦電池單元中的某一個達到了充滿電的狀態之后，充電器就會停止充電。電池組的放電過程也是這樣：當某個電池單元放電結束，則整個電池組也會停止放電。其結果，就是整個電池組充電容量下降，無法充分發揮電池的能力。

我們以一個由3只電池單元組成的電池組為例：假如其中一只電池單元的劣化較快。當這個電池組放電時，劣化較快的電池單元將會比其它兩只電池單元先結束放電。如繼續放電，該電池單元則處于過度放電狀態。鋰離子蓄電池在處于過度放電狀態時，會產生冒煙和著火的可能性。為防止事故的發生，這時只能停止放電，也就是說，剩余的兩只電池單元中殘留的電能無法使用。

反之，當該電池組開始充電時，劣化較慢的兩只電池單元先充滿電；而劣化較快的電池單元這時并沒有充滿電。此時，如果以劣化較快的電池單元為準繼續充電，則已充滿電的兩只劣化較慢的電池單元處于過度充電狀態。過度充電同樣會導致電池的燃燒、爆炸危險的發生。同樣，為防止事故的發生，該電池組在劣化較快的電池單元沒有充滿電的狀態下，就會結束充電。