電芯的一致性會(huì)影響電池壽命和性能嗎？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-07-03 14:59
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首先我們要搞清楚電池單體一致性的分類，主要分為：電壓一致性、容量一致性、內(nèi)阻一致性。
電壓一致性：如果在一個(gè)電池組當(dāng)中，不同電芯的電壓存在差異，特別是對(duì)于并聯(lián)電路的電池組，高電壓電芯會(huì)給低電壓電芯充電，在電池組電路當(dāng)中行成電流。這個(gè)過程會(huì)引起能量的損耗。雖然低電壓電池單體容量獲得了小幅的增加，但高電壓電池單體的容量會(huì)大幅降低。
能量損耗在互充電過程中，影響電池組的對(duì)外放電。所以，如果低電壓電池和正常電壓電池共同使用，將成為電池組的負(fù)載，影響其它電池的工作，最終影響整個(gè)電池組壽命。這也是為什么我們?cè)谑褂眉矣梦逄?hào)電池給用電器供電時(shí)，很多電器的說明書上會(huì)注明：不要將新舊電池混合使用。也是遵循的電壓一致性的原理。
容量一致性：電池單體的容量不一致會(huì)導(dǎo)致個(gè)別容量較低的電池率先過度放電，導(dǎo)致電池單體的性能下降，從而影響電池組的容量性能。
不過，解決這個(gè)問題并不困難，首先可以通過出廠前的分選實(shí)驗(yàn)，最大程度上保證全新電池單體初始容量的一致性。也可以在使用過程中通過單獨(dú)對(duì)電池單體的充放電來調(diào)整單體電池的初始容量，較小電池單體間的初始容量差異。
內(nèi)阻一致性：中學(xué)物理課本里曾經(jīng)學(xué)過，電池是存在內(nèi)阻的。所謂內(nèi)阻，指的是在電池對(duì)外放電形成電流回路時(shí)，電池本身是存在電阻的，雖然這個(gè)電阻很小，但在長時(shí)間大功率持續(xù)放電構(gòu)成中，電池的內(nèi)阻也是會(huì)損耗一部分電流能量的。
這也是電池會(huì)發(fā)熱的原因，由于內(nèi)阻的存在，把電流這樣的電能轉(zhuǎn)換成了熱能。電池內(nèi)阻的不一致會(huì)導(dǎo)致每個(gè)電池單體在放電過程中熱損失的能量各不相同，從而影響電池單體的能量狀態(tài)，也可能會(huì)導(dǎo)致電壓的不一致。
由于設(shè)計(jì)形狀和布置位置的不同，即便出廠時(shí)電池單體的一致性很高，實(shí)際裝車后也會(huì)產(chǎn)生一定的一致性差異。
使用過程中的防范也是很重要的
不一致的電池單體可以視為是害群之馬。不僅自身性能下降，還會(huì)產(chǎn)生連帶效應(yīng)，使得整體電池組的性能極速下降。所以提高電池的一致性以及防范在使用過程中因?yàn)榄h(huán)境的變化導(dǎo)致的一致性變化，是提高電池包使用壽命和使用性能的重要要素。
如何提高電池單體的一致性
有一句話叫做：電池組的一致性是相對(duì)的，不一致性是絕對(duì)的。也就是說，沒有完全一致的電池組。只能相對(duì)的、盡可能的采取辦法提高電池組的一致性，包括：
在生產(chǎn)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制：要想電池盡可能達(dá)到一致性，對(duì)于生產(chǎn)工藝的要求極高。
除此之外，對(duì)于電池生產(chǎn)廠商來說，出廠前對(duì)電池的篩選也是至關(guān)重要的。需要對(duì)電壓、內(nèi)阻等關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，篩選出相關(guān)性良好的電池，使得同一批次的電池盡可能一致。
在電池組使用過程當(dāng)中，隨時(shí)監(jiān)測(cè)電池單體的各項(xiàng)參數(shù)，特別是電壓分布情況，對(duì)于有差異的電芯單體進(jìn)行調(diào)整或更換。 盡可能保證電芯使用環(huán)境的一致性。有些電芯靠近熱源（如靠近電機(jī)），有些電芯可通風(fēng)散熱效果較好，這會(huì)導(dǎo)致不同電芯處于不同工作溫度之中，這樣的環(huán)境差異會(huì)極大程度的造成電芯衰減速度的不一致。所以可以采用水冷電池包，通過冷卻液來均衡各個(gè)電池單體的工作溫度。
通過均衡軟件來平衡各個(gè)電芯的充放電深度。這個(gè)我在之前的專欄中為大家介紹過。通常主機(jī)廠的BMS（電池管理系統(tǒng)）當(dāng)中都會(huì)有相應(yīng)的電池均衡算法。通過軟件控制每一次充放電深度來盡可能達(dá)到每個(gè)電池單體容量的均衡。
每隔一段時(shí)間對(duì)電池組進(jìn)行小電流維護(hù)性充電，提高電池組的均衡和電池單體的性能恢復(fù)。 對(duì)使用過程中容量偏低的電池單體進(jìn)行單獨(dú)充電，盡可能回復(fù)其性能。 盡量避免過充過放，以及盡量減少大電流充電（快充）的次數(shù)。
