充電均衡只能解決電池組充滿電的問題,實(shí)際釋放電量仍取決于電池組中的最小容量電池,而放電均衡則解決了所有電池容量統(tǒng)一調(diào)配的難題,可以實(shí)現(xiàn)容量安全利用的最大化、最佳化,本文通過兩串電池組的實(shí)際均衡放電數(shù)據(jù)詮釋了均衡放電的重要性。

電池組的一致性問題

電池組的一致性問題永遠(yuǎn)是電池管理界永遠(yuǎn)揮之不去的痛，一致性問題不僅使電池組的實(shí)際放電容量降低，影響設(shè)備的功率輸出和續(xù)航時(shí)間,嚴(yán)重時(shí)還有可能發(fā)生熱失控問題，導(dǎo)致故障的發(fā)生。

現(xiàn)在,全世界都在通過技術(shù)研發(fā)提高鋰電池的單位容量,但限于技術(shù)等原因,進(jìn)展緩慢,而已有的大容量電池組的容量又由于一致性問題有效容量得不到充分利用,除了電池生產(chǎn)因素導(dǎo)致的電池差異外,使用期間的溫度、大電流充放電和電池管理跟不上都會導(dǎo)致這一問題的發(fā)生。

放電容量的下降與之對應(yīng)的就是充電容量同樣下降,如果是車用電池組,則表現(xiàn)為電池衰減嚴(yán)重,續(xù)航里程嚴(yán)重縮水。

電池均衡技術(shù)的難點(diǎn)

就目前的電池管理技術(shù),能夠解決電池組一致性問題的技術(shù)只有電池均衡技術(shù)。而要實(shí)現(xiàn)電池容量的充分利用,則必須要求電池均衡器同時(shí)支持放電均衡、充電均衡和靜態(tài)均衡,此外,由于不同容量電池的存在,充放電末期存在較高的電壓差,因此,電池均衡器還必須具有寬幅的均衡電流和高效的電能轉(zhuǎn)換效率,既能實(shí)現(xiàn)高效均衡又能減少在充分利用容量期間的損失。

仍以本例電池組為例,假設(shè)電池組的放電電流為0.2C,即20A,那么,本文均衡器的最大均衡電流只要達(dá)到4.5～5.0A即可滿足該電池組安全放電、并且所有20Ah的電量都可以正常釋放的需要。同樣,如果電池組的放電電流提高到0.4C,即40A,則最大均衡電流需要9～9.5A,普通電池均衡器是無法滿足要求的，而本文采用的同步整流技術(shù)的實(shí)時(shí)高功率、高效率轉(zhuǎn)移式電池均衡器則可以輕松應(yīng)對。

均衡電流越大,對小容量電池的過充、過放電保護(hù)能力越強(qiáng),電池組的運(yùn)行越安全,允許電池間的差異越大。

高速放電均衡實(shí)例

高速放電均衡最主要的作用是對大容量電池進(jìn)行放電電流分流,彌補(bǔ)小容量電池放電能力的不足,下面通過一組容量非常懸殊的電池組的均衡充放電實(shí)例及數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,由于電池容量差異巨大,因此,在大電流均衡充放電情況下,兩塊電池的的實(shí)際充放電電流差異非常大,差異非常明顯。

高速充電均衡實(shí)例

這種電池均衡技術(shù),不僅支持高速放電均衡,而且支持高速充電均衡,仍以上述電池組為例,同樣以5A恒流充電至自動切換恒壓充電期間,本應(yīng)通過B1電池的的5A電流,實(shí)測最大充電電流只有0.84A左右,如圖4所示;而B2電池的實(shí)測充電電流高達(dá)8.8A左右,如圖5所示;最大均衡電流實(shí)測高達(dá)7.97A左右,這一數(shù)值正好接近于兩塊電池的實(shí)際充電電流的差值
 

目前，包括韓國三星、日本豐田和我國寧德時(shí)代在內(nèi)的眾多電池和汽車廠商，都加大了固態(tài)電池研發(fā)投入，已有部分電池進(jìn)入裝車測試階段。盡管前景可期，但由于技術(shù)和工藝上的種種問題，發(fā)展固態(tài)電池的道路絕非一帆風(fēng)順。

高效的電解質(zhì)材料體系缺乏。溫兆偉指出，目前固態(tài)電池材料發(fā)展很快，但綜合應(yīng)用較為欠缺。作為固態(tài)電池的核心材料，目前在固體鋰離子導(dǎo)體的單一指標(biāo)上已有所突破，但綜合性能尚不能滿足大規(guī)模儲能需求。對此，董衫木也認(rèn)為，現(xiàn)今固態(tài)電池采用的固態(tài)電解質(zhì)普遍存在性能短板，距離高性能鋰離子電池系統(tǒng)的要求仍有不小的差距。

?新技術(shù)層出不窮

針對固態(tài)電池，我們要從最基礎(chǔ)的材料、界面、單體，一直到最終的系統(tǒng)模塊進(jìn)行研究，只有從根本上解決了關(guān)鍵材料和界面問題，才能開展系統(tǒng)的工藝研究，從而滿足單電池的性能要求。溫兆偉說。

而面對發(fā)展過程中接連不斷的挑戰(zhàn)，各種新技術(shù)百家爭鳴，一些固態(tài)電池技術(shù)有了最新突破。

比如，在固體電解質(zhì)材料上，業(yè)內(nèi)發(fā)現(xiàn)基于石榴石結(jié)構(gòu)的鋰鑭鋯氧（LLZO）固體電解質(zhì)體系的固態(tài)電池具有優(yōu)異的循環(huán)性能和倍率性能，它也因此成為一大技術(shù)熱點(diǎn)。LLZO是一種性能優(yōu)異的填料，能夠提高聚合物基復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)的性能?；贚LZO的固態(tài)電池循環(huán)1000次后容量仍能保持81%。李亮亮介紹。