鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:826次 | 2021年02月22日
鋰離子電池參數(shù)不一致重要是指的什么
不一致的電芯串并在一起使用,會(huì)出現(xiàn)如下問(wèn)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(gè)電池組的能力。
為了防止電池過(guò)充過(guò)放,電池管理系統(tǒng)的邏輯如此設(shè)置:放電時(shí),當(dāng)最低的單體電壓達(dá)到放電截止電壓時(shí),整個(gè)電池組停止放電;充電時(shí),當(dāng)最高單體電壓觸及充電截止電壓時(shí),停止充電。
拿兩只電池串聯(lián)舉例。一只電池容量1C,另外一只容量只有0.9C。串聯(lián)關(guān)系,兩只電池通過(guò)同樣大小的電流。
充電時(shí),容量小的電池必然先充滿,達(dá)到充電截止條件,系統(tǒng)不再繼續(xù)充電。放電時(shí),容量小的電池也必然先放光全部可用能量,系統(tǒng)即刻停止放電。
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(gè)電池組的容量總有一部分處于閑置狀態(tài)。
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(guò)猛,很大可能最先到達(dá)壽命的重點(diǎn)。一直電芯壽命終結(jié),一組焊接在一起的電芯,也就跟著壽終正寢。
3)內(nèi)阻增大,不同的內(nèi)阻,流過(guò)相同的電流,內(nèi)阻大的電芯發(fā)熱量相比較較多。電池溫度過(guò)高,造成劣化速度加快,內(nèi)阻又會(huì)進(jìn)一步升高。內(nèi)阻和溫升,形成一對(duì)負(fù)反饋,使高內(nèi)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(jīng)過(guò)篩選,把參數(shù)相對(duì)集中的電芯放在一個(gè)電池組里,同一個(gè)電池包里。
分選的目的,是把參數(shù)相近的電芯選擇出來(lái)。分選方法,被研究了很多年,重要分靜態(tài)分選和動(dòng)態(tài)分選兩大類。
靜態(tài)分選,針對(duì)電芯的開(kāi)路電壓,內(nèi)阻,容量等特性參數(shù)進(jìn)行篩選,選取目標(biāo)參數(shù),引入統(tǒng)計(jì)算法,設(shè)定篩選標(biāo)準(zhǔn),最后將同一批次的電芯區(qū)分成若干組。
動(dòng)態(tài)篩選,是針對(duì)電芯在充放電過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)的特性進(jìn)行篩選,有的選擇恒流恒壓充電過(guò)程,有的選取脈沖沖擊充放電過(guò)程,有的比較自身的充電和放電曲線之間的關(guān)系。
動(dòng)靜結(jié)合分選,用靜態(tài)篩選做初步分組,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行動(dòng)態(tài)篩選,這樣劃分出來(lái)的組別更多,篩選準(zhǔn)確性更高,但成本也會(huì)相應(yīng)上升。
這里就小小體現(xiàn)了一把動(dòng)力鋰離子電池生產(chǎn)規(guī)模的重要性。大規(guī)模出貨,使得廠家可以進(jìn)行更精細(xì)的分選,得到性能更接近的電池組。假如產(chǎn)量太小,分組過(guò)多,一個(gè)批次都無(wú)法裝備一個(gè)電池包,再好的方法也無(wú)法施展了。
2)熱管理
針對(duì)內(nèi)阻不一致電芯,出現(xiàn)熱量不相同問(wèn)題。熱管理系統(tǒng)的加入,可以調(diào)節(jié)整個(gè)電池組的溫差,使之保持在一個(gè)較小的范圍里。生成熱量較多的電芯,依然溫升偏高,但不會(huì)與其他電芯拉開(kāi)差距,劣化水平就不會(huì)出現(xiàn)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(dá)控制閾值,導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)容量變小。為了解決這個(gè)問(wèn)題,電池管理系統(tǒng)BMS設(shè)計(jì)了均衡功能。
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