鉅大LARGE | 點擊量:709次 | 2022年04月24日
鋰電池參數不一致是指的什么
不一致的電芯串并在一起使用,會出現如下問題。
1)容量損失,電芯單體組成電池組,容量符合木桶原理,最差的那顆電芯的容量決定整個電池組的能力。
為了防止電池過充過放,電池管理系統的邏輯如此設置:放電時,當最低的單體電壓達到放電截止電壓時,整個電池組停止放電;充電時,當最高單體電壓觸及充電截止電壓時,停止充電。
拿兩只電池串聯舉例。一只電池容量1C,另外一只容量只有0.9C。串聯關系,兩只電池通過同樣大小的電流。
充電時,容量小的電池必然先充滿,達到充電截止條件,系統不再繼續充電。放電時,容量小的電池也必然先放光全部可用能量,系統即刻停止放電。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
這樣,容量小的電芯始終在滿充滿放,容量大的電芯卻一直使用部分容量。整個電池組的容量總有一部分處于閑置狀態。
2)壽命損失,類似的,電池組的壽命,由壽命最短的那顆電芯決定。很大可能性,壽命最短的電芯,就是那顆容量小的電芯。小容量電芯,每次都是滿充滿放,出力過猛,很大可能最先到達壽命的重點。一直電芯壽命終結,一組焊接在一起的電芯,也就跟著壽終正寢。
3)內阻增大,不同的內阻,流過相同的電流,內阻大的電芯發熱量相比較較多。電池溫度過高,造成劣化速度加快,內阻又會進一步升高。內阻和溫升,形成一對負反饋,使高內阻電芯加速劣化。
1)分選
不同批次的電芯,理論上不放在一起使用。即使相同批次的電芯,也要經過篩選,把參數相對集中的電芯放在一個電池組里,同一個電池包里。
分選的目的,是把參數相近的電芯選擇出來。分選方法,被研究了很多年,重要分靜態分選和動態分選兩大類。
靜態分選,針對電芯的開路電壓,內阻,容量等特性參數進行篩選,選取目標參數,引入統計算法,設定篩選標準,最后將同一批次的電芯區分成若干組。
動態篩選,是針對電芯在充放電過程中表現出來的特性進行篩選,有的選擇恒流恒壓充電過程,有的選取脈沖沖擊充放電過程,有的比較自身的充電和放電曲線之間的關系。
動靜結合分選,用靜態篩選做初步分組,在此基礎上進行動態篩選,這樣劃分出來的組別更多,篩選準確性更高,但成本也會相應上升。
這里就小小體現了一把動力鋰離子電池生產規模的重要性。大規模出貨,使得廠家可以進行更精細的分選,得到性能更接近的電池組。假如產量太小,分組過多,一個批次都無法裝備一個電池包,再好的方法也無法施展了。
2)熱管理
針對內阻不一致電芯,出現熱量不相同問題。熱管理系統的加入,可以調節整個電池組的溫差,使之保持在一個較小的范圍里。生成熱量較多的電芯,依然溫升偏高,但不會與其他電芯拉開差距,劣化水平就不會出現明顯的差距。
3)均衡
電芯單體的不一致,某些電芯端電壓,總是超前于其他電芯,最先到達控制閾值,導致整個系統容量變小。為了解決這個問題,電池管理系統BMS設計了均衡功能。
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