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锂电池组不一致性产生的原因主要是什么?

来源:宝鄂实业    2019-12-17 09:07    点击量:
 锂电池参数的不一致主要是指容量、内阻、开路电压的不一致。初始的不一致度随着电池在使用过程中连续的充放电循环而累计,导致各单体电池状态(SOC、电压等)产生更大的差异;
 
  锂电池组内的使用环境对于各单体电池也不尽相同。这就导致了单体电池的不一致度在使用过程中逐步放大,从而在某些情况下使某些单体电池性能加速衰减,并最终引发锂电池组过早失效。
 
  锂电池组不一致性产生的原因
  锂电池组的不一致性是一个不断累积的过程,时间越长单体电池之间产生的差异越大;并且锂电池组还会受到使用环境的影响,在以后的使用过程中单体电池的不一致性会被逐渐放大,从而导致某些单体电池性能加速衰减,最终导致电池没有使用功能。
 
  锂电池组的不一致性主要受时间的影响较大,原因主要包括两个方面:
 
  1、首先是制造过程中存在工艺上的问题和材质的不均匀等问题,使得锂电池的材料和等存在很微小的差别;在锂电池组投入使用后,电池组中各个电池的电解液密度、温度和通风条件、自放电程度及充放电过程等差别的影响,同一批次出厂的同一型号电池容量和内阻可能存在差异性。
 
  2、装车使用时,锂电池组中各个电池的电解液密度、温度和通风条件、自放电程度及充放电过程等差别的影响。
 
  锂电池组不一致会产生什么危害和问题?
 
  ①容量损失,电芯单体组成锂电池组,容量符合“木桶原理”,最差的那颗电芯的容量决定整个电池组的能力。
 
  ②寿命损失,小容量电芯,每次都是满充满放,出力过猛,很大可能最先到达寿命的重点。一直电芯寿命终结,一组焊接在一起的电芯,也就跟着寿终正寝。
 
  ③内阻增大,不同的内阻,流过相同的电流,内阻大的电芯发热量相对比较多。电池温度过高,造成劣化速度加快,内阻又会进一步升高。内阻和温升,形成一对负反馈,使高内阻电芯加速劣化。
 
  如何应对锂电池组的不一致性问题?
 
  △分选:不同批次的电芯,理论上不放在一起使用。即使相同批次的电芯,也需要经过筛选,把参数相对集中的电芯放在一个锂电池组里,同一个电池包里。
 
  △热管理:针对内阻不一致电芯,产生热量不相同问题。热管理系统的加入,可以调节整个锂电池组的温差,使之保持在一个较小的范围里。生成热量较多的电芯,依然温升偏高,但不会与其他电芯拉开差距,劣化水平就不会出现明显的差距。
 
  △电池均衡管理:为了解决这个问题,电池管理系统BMS设计了均衡功能。保证锂电池组良好的使用环境,尽量保证恒温,减小振动,保证水、尘土等污染电池极柱。掌握锂电池组中单电池不一致性发展规律,对极端参数电池进行及时调整或更换,以保证电池组参数不一致性不随使用时间而增大。
 
  △能量管理策略:在能量管理方面,输出功率允许的情况下,尽量减小电池放电深度。