電荷穿梭的鋰電池組主動均衡方法包括一個可以使電量從一個特定的電池單元放出、儲存、然后傳遞給另一個電池單元的器件。目前有幾種電荷穿梭方案,其中最讓人關注的是“飛渡電容”。
控制系統閉合適當的開關通過電池單元B;對電容器C充電。當電容充電之后,開關就會斷開。隨后鏈接電池單元B2與電容器C的開關閉合,電容器C對電池單元B2充電,充電電量取決于B1與B2的電壓差。
然后電容器以相同的方式與B3,B1…,Bn,B…連接。電池組中擁有最高電量的電池單元會給C充電,然后C會為擁有最低電量的電池單元充電。通過這種方式,擁有最高電量的電池單元會將電量分配給其他低電量電池單元。實現這種方式只需要一個固定的開關順序來閉合或斷開適當的開關。
要改良“飛渡電容”方法,就要實現智能的選取需要均衡的電池單元。這樣,電容器可以從擁有最高電量的電池單元充電然后將電量傳遞給最低電量的電池單元。這種方法可以顯著減少電池組達到均衡的時間,尤其是當最高電量電池單元與最低電量電池單元位于電池組的兩端時。而這就需要另外的控制系統來檢測和選擇目標電池單元。
這種方案需要在電容器C達到峰值充電電流時,有很大轉換速率(n+5)。對于一個有較大電池失衡(Bn=3.0V,B=4.0V理想的系統而言(電容和開關沒有阻抗),1000uF的飛渡電容可以在1A的平均轉換電流、1kHz轉換頻率下,至少以每小時1Ahr的速率平衡這些電池單元。如果考慮電容和開關的阻抗,則系統充放電的時間常數有很大程度的增加,降低實際均衡電流一個數量級或者增。
加開關電流的峰值。使用的電容越大,完成一次可用充電(usable charge)的時間越長,從而時鐘速率(clock rate)降低,轉換的峰值電流增加。大電池組(100Ahr)需要一個包含一個有很大轉換電流的大電容的電荷穿梭設備。這樣將有很多能量在電容器和開關上以電阻熱的形式浪費掉。很大一部分電量均衡是通過高電量電池單元中的能量變成熱能形式浪費這樣簡單實現的。