动态诊断的理论基础：
混 合动力汽车的功率需求是随着实际工况而变化的，实际工况中的充放电转换十分频繁，电流电压波动也比较剧烈。但主要的充放电电流均在20 A以下，间或会出现一些大的充放电脉冲，特别是在整车启动、加速和爬坡等阶段，会出现50 A左右的持续几秒钟的大放电脉冲，而在刹车等急减速情况等电机发电时，也会出现持续时间达数秒钟的30A左右充电脉冲。
因此特别针对整车 工况中的大电流脉冲进行研究 ，并将大脉冲下的电池反应状态作为动态诊断的主要依据，来判断单体电池电量的均衡程度。为了深入研究电流脉冲的响应，选取一致性很好的90个单体串联的6 Ah电池组作为实验对象，使用高速同步采样技术，并利用统计学方法进行数据分析。
为了贴近实际工况，试验选取放电48 A、充电36 A为标准脉冲电流。在电池充分静置后，分别在不同的SOC状态点进行脉冲放电10 s，进行40 s静置，继而进行脉冲充电10 s，最后静置40 s后再1C充电或放电到下一个SOC点，充分静置后开始进行下一个的试验。
试验数据分析如图1与图2所示，观察可得：在大电流充放电脉冲 时，电池电压相对于sOc的斜率明显变大；电池的广义内阻R(电压脉冲后最终恢复值与脉冲电流的比值)在充放电末端会明显变大。从电化学机理方面分析上述 现象，可知：大电流放电时，电池的化学反应剧烈，锂离子的消耗很快，从而导致电压相对于SOC的斜率在脉冲期间明显变大，相应的SOC不同而造成的差异性 也就被放大；在充放电末端随着可以反应的锂离子浓度的降低，化学反应的阻力迅速增大，表现出来就是广义内阻显著增大。所以在大脉冲充放电条件下，电池组内 在的单体电量的不一致性会得到明显地反映，可以在充电过程中识别出电量较大的单体电池或在放电过程中识别出电量较小的单体电池。这就为电池组的动态诊断提 供了依据，并在实际行车过程中进行正确的均衡控制。
图1 电压曲线
图2 恢复曲线
均衡方案设计：
尽管LTC6803具有被动均衡的功能，但是为了实现主动均衡 以便取得更好的均衡效果，本试验重新设计了复合均衡电路 ]。如图4所示，电池均衡模块控制电路主要由单片机、光耦继电器和电阻网络及外部5 V电源构成。5 V外接电源由12 V车载电源进行变压得到，而12 V车载电源又可以由电池组进行电量补充，这样就实现了能量的循环。单片机负责控制继电器的开关状态时序。继电器控制电池的充放电。接入4个极性开关 (K1，K2，K3，K4)，以实现电压的正负交替转换。当采集到电池B2需要放电时，开关K 闭合，同时开关网络中s2和s3闭合，电池与放电电阻R形成闭合回路，进行放电，其端电压将下降；同理，当电池B2需要充电，开关S2和S3闭合，同时极 性开关K1和K3闭合形成回路，使外部电源给电池B2额外单独补充电。由于每个单体电池均由继电器开关网络控制，对电池的均衡控制更加灵活可靠。并且在极 性开关的切换上实现了硬件自动切换，避免了程序错误或信号干扰可能导致的电池短接等安全问题。
管理系统软件是基于飞思卡尔 9s12DP512单片机编写的，通过合理的智能算法实现均衡控制策略，其主要逻辑流程共分为3步。第1步，硬件初始化，开始进行电流、总电压及单体电压 采样；第2步，捕捉电流脉冲，一旦捕捉到大电流脉冲则加快采样频率，存储并处理脉冲下的采样数据，对脉冲结束前那一刻的单体电压分布进行比较，找出电压偏 离平均值最大的单体；第3步，将需要均衡的单体序号以及均衡动作转换为控制命令，并通过CAN 总线发送给均衡模块，进行均衡动作。
试验验证：
为 验证基于动态诊断的均衡效果，进行了相关的验证试验。在试验中采用的电池组是90个单体串联的容量6 Ah的磷酸铁锂电池组，进行整车循环试验，将单体信息通过另一条CAN 线连接到随车笔记本进行外部接收，作随车记录，为保护电池组，设定了2.4 V 与3.7 V 的高低保护阀值。电池均衡的目标实际上是为了试验SOC的一致 ，为了验证均衡效果，特别在90个单体中选出5个单体，分别将其SOC 人工充放电到40％ ，45 ，50 ，55 ，60 ，其它的单体保持在50％左右，将循环进行2 000个之后，将电池包打开，把特定的5个单体取出并放电，测定容量以进行比较。试验发现这5个特定单体的容量已经基本一致，说明该均衡方案在工程上完全 可行。