Перспективи використання активного балансування в багатомодульних акумуляторних батареях
In modern batteries, particularly those used in electric vehicles, one of the key factors determining efficiency, reliability, and durability is the imbalance of charge levels (state of charge, SoC) between cells. This imbalance arises due to technological heterogeneity of cells, differences in inte...
Saved in:
| Date: | 2025 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers
2025
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2025.3-4.47 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Technology and design in electronic equipment |
Institution
Technology and design in electronic equipment| _version_ | 1856543927106011136 |
|---|---|
| author | Lipko, Dmytro Naidonov, Arsenii Kozhushko, Yuliia Bondarenko, Yuliia Safronov, Pavlo Bondarenko, Oleksandr |
| author_facet | Lipko, Dmytro Naidonov, Arsenii Kozhushko, Yuliia Bondarenko, Yuliia Safronov, Pavlo Bondarenko, Oleksandr |
| author_sort | Lipko, Dmytro |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-02-07T21:03:32Z |
| description | In modern batteries, particularly those used in electric vehicles, one of the key factors determining efficiency, reliability, and durability is the imbalance of charge levels (state of charge, SoC) between cells. This imbalance arises due to technological heterogeneity of cells, differences in internal resistance, degradation levels (state of health, SoH), temperature gradients, measurement errors in control channels, and unequal cooling conditions. The imbalance leads to reduced usable capacity, increased thermal loads, and uneven current distribution during charging and discharging, which ultimately lowers efficiency and shortens battery lifetime. Previous studies highlight the potential of active balancing to mitigate charge-level imbalance in multi‑module batteries. The aim of this work is to experimentally verify the effectiveness of active balancing, determine its impact on imbalance levels and energy efficiency indicators of multi‑module lithium‑ion batteries, and formulate practical recommendations for the use of active balancers in electric transport systems. The study showed that applying an active balancer to a module with degraded cells reduced the maximum imbalance from 220 mV to 45 mV, increased usable capacity from 33 Ah to 43 Ah, improved the estimated SoH from 69% to 81%, and extended the real driving range of the electric vehicle by 56% (from 82 km to 128 km when discharged from 100% to 10% SoC). The experimental data confirm that local active balancing is an effective and economically feasible approach to restoring usable capacity, improving energy efficiency, and extending the service life of traction batteries without requiring full‑scale balancing of all modules. This approach is promising for practical implementation in electric transport systems and stationary energy storage, particularly for operational restoration of batteries with heterogeneous degradation levels. |
| first_indexed | 2026-02-08T08:11:00Z |
| format | Article |
| id | oai:tkea.com.ua:article-717 |
| institution | Technology and design in electronic equipment |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-02-08T08:11:00Z |
| publishDate | 2025 |
| publisher | PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:tkea.com.ua:article-7172026-02-07T21:03:32Z Application prospects of active balancing in multi-module battery packs Перспективи використання активного балансування в багатомодульних акумуляторних батареях Lipko, Dmytro Naidonov, Arsenii Kozhushko, Yuliia Bondarenko, Yuliia Safronov, Pavlo Bondarenko, Oleksandr battery battery management system (BMS) active balancing imbalance electric vehicle (EV) driving range lifetime акумуляторна батарея система керування акумуляторною батареєю активне балансування дисбаланс електромобіль запас ходу ресурс In modern batteries, particularly those used in electric vehicles, one of the key factors determining efficiency, reliability, and durability is the imbalance of charge levels (state of charge, SoC) between cells. This imbalance arises due to technological heterogeneity of cells, differences in internal resistance, degradation levels (state of health, SoH), temperature gradients, measurement errors in control channels, and unequal cooling conditions. The imbalance leads to reduced usable capacity, increased thermal loads, and uneven current distribution during charging and discharging, which ultimately lowers efficiency and shortens battery lifetime. Previous studies highlight the potential of active balancing to mitigate charge-level imbalance in multi‑module batteries. The aim of this work is to experimentally verify the effectiveness of active balancing, determine its impact on imbalance levels and energy efficiency indicators of multi‑module lithium‑ion batteries, and formulate practical recommendations for the use of active balancers in electric transport systems. The study showed that applying an active balancer to a module with degraded cells reduced the maximum imbalance from 220 mV to 45 mV, increased usable capacity from 33 Ah to 43 Ah, improved the estimated SoH from 69% to 81%, and extended the real driving range of the electric vehicle by 56% (from 82 km to 128 km when discharged from 100% to 10% SoC). The experimental data confirm that local active balancing is an effective and economically feasible approach to restoring usable capacity, improving energy efficiency, and extending the service life of traction batteries without requiring full‑scale balancing of all modules. This approach is promising for practical implementation in electric transport systems and stationary energy storage, particularly for operational restoration of batteries with heterogeneous degradation levels. Досліджено вплив дисбалансу комірок на ефективність багатомодульних літій-іонних акумуляторних батарей. Проблема дисбалансу призводить до суттєвого зниження корисної ємності та запасу ходу електромобілів. Експеримент показав, що застосування активного балансира на модулі зі зношеними комірками дозволило знизити максимальний дисбаланс з 220 мВ до 45 мВ. Це призвело до збільшення реального запасу ходу електромобіля з 82 км до 128 км, що становить приріст у 35%. Результати підтверджують високу ефективність активного балансування в порівнянні з пасивним балансування як засобу відновлення корисної ємності та подовження життєвого циклу АБ в електротранспорті та системах накопичення енергії. PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers 2025-12-30 Article Article Peer-reviewed Article application/pdf https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2025.3-4.47 10.15222/TKEA2025.3-4.47 Technology and design in electronic equipment; No. 3–4 (2025): Technology and design in electronic equipment; 47-55 Технологія та конструювання в електронній апаратурі; № 3–4 (2025): Технологія та конструювання в електронній апаратурі; 47-55 3083-6549 3083-6530 10.15222/TKEA2025.3-4 uk https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2025.3-4.47/725 Copyright (c) 2025 Dmytro Lipko, Arsenii Naidonov, Yuliia Kozhushko, Yuliia Bondarenko, Pavlo Safronov, Oleksandr Bondarenko http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ |
| spellingShingle | акумуляторна батарея система керування акумуляторною батареєю активне балансування дисбаланс електромобіль запас ходу ресурс Lipko, Dmytro Naidonov, Arsenii Kozhushko, Yuliia Bondarenko, Yuliia Safronov, Pavlo Bondarenko, Oleksandr Перспективи використання активного балансування в багатомодульних акумуляторних батареях |
| title | Перспективи використання активного балансування в багатомодульних акумуляторних батареях |
| title_alt | Application prospects of active balancing in multi-module battery packs |
| title_full | Перспективи використання активного балансування в багатомодульних акумуляторних батареях |
| title_fullStr | Перспективи використання активного балансування в багатомодульних акумуляторних батареях |
| title_full_unstemmed | Перспективи використання активного балансування в багатомодульних акумуляторних батареях |
| title_short | Перспективи використання активного балансування в багатомодульних акумуляторних батареях |
| title_sort | перспективи використання активного балансування в багатомодульних акумуляторних батареях |
| topic | акумуляторна батарея система керування акумуляторною батареєю активне балансування дисбаланс електромобіль запас ходу ресурс |
| topic_facet | battery battery management system (BMS) active balancing imbalance electric vehicle (EV) driving range lifetime акумуляторна батарея система керування акумуляторною батареєю активне балансування дисбаланс електромобіль запас ходу ресурс |
| url | https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2025.3-4.47 |
| work_keys_str_mv | AT lipkodmytro applicationprospectsofactivebalancinginmultimodulebatterypacks AT naidonovarsenii applicationprospectsofactivebalancinginmultimodulebatterypacks AT kozhushkoyuliia applicationprospectsofactivebalancinginmultimodulebatterypacks AT bondarenkoyuliia applicationprospectsofactivebalancinginmultimodulebatterypacks AT safronovpavlo applicationprospectsofactivebalancinginmultimodulebatterypacks AT bondarenkooleksandr applicationprospectsofactivebalancinginmultimodulebatterypacks AT lipkodmytro perspektivivikoristannâaktivnogobalansuvannâvbagatomodulʹnihakumulâtornihbatareâh AT naidonovarsenii perspektivivikoristannâaktivnogobalansuvannâvbagatomodulʹnihakumulâtornihbatareâh AT kozhushkoyuliia perspektivivikoristannâaktivnogobalansuvannâvbagatomodulʹnihakumulâtornihbatareâh AT bondarenkoyuliia perspektivivikoristannâaktivnogobalansuvannâvbagatomodulʹnihakumulâtornihbatareâh AT safronovpavlo perspektivivikoristannâaktivnogobalansuvannâvbagatomodulʹnihakumulâtornihbatareâh AT bondarenkooleksandr perspektivivikoristannâaktivnogobalansuvannâvbagatomodulʹnihakumulâtornihbatareâh |