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鋰離子電池不一致性的危害及處理方法

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2020年12月14日  

鋰離子電池不一致性的危害及處理方法


鋰離子電池廠家的回答是,電池的性能不一致,都是在生產(chǎn)過程中形成的,在使用過程中加深的。同一電池組的電池很弱,隨著加速而變?nèi)酢kS著老化程度的加深,單體細(xì)胞間參數(shù)的離散度增大。


動力鋰離子電池,已穩(wěn)居電動汽車電源龍頭地位。使用壽命長,能量密度高,改善潛力大。安全可以改變,能量密度可以繼續(xù)上升。在可預(yù)見的未來(傳言在2020年左右),它將有可能趕上汽油動力汽車的續(xù)航能力和成本效益,并進(jìn)入電動汽車成熟的第一階段。然而,鋰離子電池也有自己的問題。


電池性能的不一致性在生產(chǎn)過程中形成,在使用過程中加深。同一電池組的電池很弱,隨著加速而變?nèi)酢kS著老化程度的加深,單體細(xì)胞間參數(shù)的離散度增大。


目前工程師應(yīng)該與單細(xì)胞不一致,重要有三個方面。單個電池被分成幾組進(jìn)行熱管理。電池管理系統(tǒng)在出現(xiàn)少量不一致時供應(yīng)平衡功能。


1)排序


不同批次的細(xì)胞理論上不能同時使用。即使是相同批次的電池,也要進(jìn)行篩選,相對集中的參數(shù)電池在一個電池組,相同的電池組。


排序的目的是選擇具有相似參數(shù)的單元格。排序方法研究多年,分為靜態(tài)排序和動態(tài)排序。


靜態(tài)分選是對開路電壓、電池內(nèi)阻、容量等特點參數(shù)進(jìn)行篩選,選擇目標(biāo)參數(shù),引入統(tǒng)計算法,設(shè)定篩選標(biāo)準(zhǔn),最后將同一批次電池分成若干組。


動態(tài)篩選是對電池在充放電過程中的特性進(jìn)行篩選。有的選擇恒流恒壓充電方式,有的選擇脈沖脈沖充放電方式,有的比較自己的充放電曲線之間的關(guān)系。


靜態(tài)篩選與靜態(tài)篩選相結(jié)合,采用靜態(tài)篩選進(jìn)行初步分組,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行動態(tài)篩選。這樣分組更多,篩選準(zhǔn)確率更高,但成本也會相應(yīng)新增。


這里有一個小型的鋰離子電池生產(chǎn)規(guī)模的重要性演示。大規(guī)模的發(fā)貨可以讓制造商進(jìn)行更復(fù)雜的分揀,從而使電池組的性能更接近。假如產(chǎn)量太小,組太多,一批不能配備電池組,即使最好的方法也不能使用。


2)熱管理


關(guān)于內(nèi)阻不一致的電池,出現(xiàn)的熱量也不相同。熱管理系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)整個電池的溫差,使其保持在一個較小的范圍內(nèi)。出現(xiàn)較多熱量的電池,仍在高溫上升,但不會與其他電池拉開差距,劣化程度也不會出現(xiàn)明顯差距。


3)平衡


細(xì)胞單體的不一致性和某些細(xì)胞的終端電壓總是比其他細(xì)胞提前達(dá)到控制閾值,導(dǎo)致整個系統(tǒng)的容量下降。為了解決這一問題,電池管理系統(tǒng)BMS設(shè)計了一個平衡功能。


其中一個電池是最先達(dá)到充電截止電壓的,而其他電池的電壓明顯滯后。BMS可以啟動充電均衡功能,也可以通過連接電阻器將部分高壓電池的電量放掉,或者將能量轉(zhuǎn)移到低壓電池上。通過這種方式,切斷條件被移除,充電過程重新啟動,使電池組充滿更多的能量。


到目前為止,細(xì)胞不一致性仍然是業(yè)界研究的一個重要領(lǐng)域。無論電池的能量密度有多高,假如受到不一致的干擾,電池組的能力都會大大降低。


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