电阻器、电容器、电感器和 DC/DC 转换器都可用于各种拓扑，为电池组提供电池平衡。由于性能受到电池组中最弱的电池的限制，因此需要电池平衡以获得最大性能。一旦最弱的电池耗尽，电池组就会停止提供能量。各种电池平衡电路旨在为构成电池组的每个电池保持相同的电压，从而确保电池组的最大效率。
用于测量和控制电池平衡的一个重要参数是充电状态 (SoC)，它量化了电池中相对于其容量的充电量。电池平衡的目标是在给定时间为每个电池提供相同的 SoC。
在下图中，电池组 (a) 的行为类似于标称电压为 3.7V 的电池组，电池组 (b) 的行为类似于标称电压为 3.1V 的电池组，而电池组 (c) 的行为类似于标称电压为 3.4V 的包装。包 (a) 将提供比包 (b) 或包 (c) 更多的能量。电池平衡将使所有三个电池组的所有四个电池都达到 3.7V，从而提高电池组 (b) 和 (c) 的性能。
图1 电池电量变化。(a) 具有相同 SoC 的充满电的电池，(b) 不平衡电池，一个电池低，(c) 不平衡，一个电池高。
对电池平衡的需求来自多个来源。即使对于最初组装成电池组时匹配良好的电池，各种电池也会以不同的速率发生几种形式的退化。例如，由于制造公差，实际锂含量可能会略有不同。当在现场时，工作温度、温度分布的均匀性、振动以及电池组中各个电池之间振动分布的均匀性会导致电池退化的不同速率。温度通常是最重要的因素，因此热管理是最大化电池寿命的关键考虑因素。但无论温度、振动和其他因素管理得多么好，电池平衡都是最大化电池组性能和寿命的关键。
无论使用哪种电池平衡方法，都可以使用精密电池管理系统 (BMS) IC，它将电池监控与电池平衡相结合，以提高整体电池组性能。BMS IC 的性能考虑因素包括 SoC 测量的准确性以及测量整体健康状况、平衡速度、效率、成本和解决方案尺寸的能力。所有 BMS 系统和电池平衡方案的目标是最大限度地减少电池间 SoC 失配，以提高电池组性能并最大限度地减少电池老化的影响，这可能导致容量损失。
各种有源和无源技术用于实现电池组的平衡 SoC。被动电池平衡可以降低成本，但效率非常低，因为它涉及从具有较高 SoC 的电池中通过电阻器释放“多余”电荷。分流电阻可以不断地连接在电池之间，也可以在电路中切换进出，效率更高但更复杂。虽然对于某些低成本系统来说，固定电阻器或开关电阻器方法都可以，但它们不能与锂电池一起使用，因为它们会带来内部电池损坏导致火灾的风险。通常采用各种有源电池平衡技术来提高效率、增加电池寿命和提高安全性。
有源电池平衡技术可以根据需要使用电容器、电感器或 DC/DC 转换器来有效地将电荷从高 SoC 电池转移到低 SoC 电池。有源电池平衡控制拓扑可以细分为几个子类别，包括电池旁路、电池到电池、电池到电池组和电池组到电池。
单元旁路方法可以分为三种方法：完全分流、分流电阻和分流晶体管。顾名思义，在电池旁路均衡中，电流将已达到其最大 SoC 的电池旁路到剩余的电池，直到所有电池都处于最大 SoC。细胞旁路技术往往易于实施且成本相对较低。但是，它们只能在一个或多个电池达到最大 SoC 且整体效率良好时在充电过程结束时实施。细胞到细胞方法将储存在一个细胞中的额外能量传递给相邻的细胞，如果它们储存的能量较低。虽然这可能比单元旁路更有效，但实施起来仍然很复杂并且速度很慢。