鋰電池組不一致性的表現(xiàn)和分選方法
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-10-14 06:07
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現(xiàn)在動(dòng)力鋰電池組已經(jīng)穩(wěn)穩(wěn)占據(jù)了電動(dòng)汽車電源江湖老大的地位。使用壽命長(zhǎng)，能量密度高，安全性可以改，能量密度可以繼續(xù)上升。
鉛酸電池的能量密度在40Wh/kg左右，而鋰電池，已經(jīng)超過(guò)150Wh/kg。鋰電池組能量密度高，不敢設(shè)計(jì)太大容量，因?yàn)槟芰考卸忍岣叩耐瑫r(shí)，安全性的要求也水漲船高。首先，單只能量過(guò)高的鋰電池，遇到意外，引發(fā)熱失控，電池內(nèi)部急劇反應(yīng)，短時(shí)間內(nèi)，過(guò)多的能量無(wú)處釋放，是非常危險(xiǎn)的。尤其在安全技術(shù)，管控能力發(fā)展還不夠充分的時(shí)候，每只電池的容量都應(yīng)該克制。
既然，鋰電池不能做成一大只，那就一小只一小只串起來(lái)。這時(shí)候，就需要面對(duì)一個(gè)問(wèn)題，一致性。鋰電池組不一致主要是指容量、內(nèi)阻、開路電壓的參數(shù)不一致。
電芯性能的不一致，都是在生產(chǎn)過(guò)程中形成。同一個(gè)鋰電池組內(nèi)的電芯，弱者恒弱，且加速變?nèi)?。單體電芯之間參數(shù)的離散程度，隨著老化程度的加深而加大。不一致的電芯串并在一起使用，會(huì)出現(xiàn)如下問(wèn)題。
鋰電池組不一致性的表現(xiàn)
1.容量損失，電芯單體組成鋰電池組，容量符合“木桶原理”，最差的那顆電芯的容量決定整個(gè)鋰電池組的能力。拿兩只電池串聯(lián)舉例。一只電池容量C，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)鋰電池組的容量總有一部分處于閑置狀態(tài)。
2.壽命損失，由壽命最短的那顆電芯決定。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)熱量相對(duì)比較多。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。當(dāng)然，老化程度深的電芯內(nèi)阻比較大，容量衰減也更多。
鋰電池組不一致性分選方法
單體電芯不一致，主要從三個(gè)方面考慮。單體電池分選，成組后熱管理，出現(xiàn)少量不一致時(shí)電池管理系統(tǒng)提供均衡功能;不同批次的電芯，不放在一起使用;即使相同批次的電芯，因?yàn)閰?shù)的不一致，也需要經(jīng)過(guò)篩選;鋰電池組主要分靜態(tài)分選和動(dòng)態(tài)分選兩大類:
1.靜態(tài)分選，針對(duì)電芯的開路電壓，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。
2.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，有的對(duì)比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。
鋰電池組安全配置方法
為了保證鋰電池組的安全性，會(huì)設(shè)置牢靠的安全防護(hù)
1.安全閥
溫度上升，應(yīng)超出正常范圍，安全閥自動(dòng)開啟，泄掉壓力，并且電池完全失效，以保證安全。
2.熱敏電阻
阻值陡增，阻止溫度的進(jìn)一步升高
3.熔斷器
一旦出現(xiàn)過(guò)流風(fēng)險(xiǎn)，電路斷開，避免惡性事故的發(fā)生。
