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电池组一致性问题产生的原因有哪些?怎么解决电池组的一致性?

来源:宝鄂实业    2019-12-30 15:52    点击量:

电池组一致性问题产生的原因


理想状态下电池组应具有如下特征:充电或放电时,所有电池电压同步上升或同步下降,电池间的容量、电压、自放电率和内阻非常接近,即所有电池的表现状态基本相同,一致性非常好,所有电池几乎能同时充满电或同时放完电,不会有电池发生过充电或过放电的问题。


但现实中,电池组却大部分表现很差,一致性问题突出,电池组的循环使用寿命通常只有单体电池设计寿命的1/3至1/5,非常影响设备的使用寿命和续航时间,问题严重的还会发生热失控故障,导致设备或人员受损。


通过大量的实验研究和运行数据分析可发现,导致常规电池组发生一致性问题的主要原因包括两个:一个原因是电池生产工艺的差异产生的,简称内因,一旦电池封装化成完成后,电池间的容量、自放电率和内阻参数等差异就存在了,只是差异程度不同而已。


第二个原因可以称之为外因,主要是充放电电压参数、电流参数、环境温度差异波动等原因引起的,这些外因环境,会将内因形成的差异逐渐积累和放大,并且这种差异的放大呈现指数放大特点,这就是电池组一旦发生一致性问题后会迅速加重的原因。



解决一致性原因的常见方法


在解决电池组的一致性问题方面,根据电池发生一致性问题的主要原因,主要有两种技术解决方案,一种方案是在电池生产工艺上做文章,通过提高生产工艺水平的方式来提高电池在出厂时的一致性,这种方案具有一定的效果,能最大程度减缓和延迟一致性问题发生的时间,但无法根除;


另一种方案是使用电池均衡器进行干预,电池均衡包括被动均衡和主动均衡两类,被动均衡又称耗能均衡,均衡电流小,均衡效率为零,仅适用于一致性较好,散热均匀,并且电池组容量较小的情况;主动均衡的典型代表是转移式电池均衡,均衡效率和均衡电流远远高于被动式均衡。


可以预见的是,主动均衡即使是未来发展的主流,设计架构和实现方式多种多样,本文不进行讨论,但有一点是肯定的,所有的设计目标都是朝着支持均衡电流较大、均衡效率高、均衡速度快的方向发展。


3实时、高速电池均衡技术及分流特点


电池均衡技术中,较难解决的是均衡电流和均衡效率的匹配和兼顾问题,既要能提供较大的均衡电流,又要具备较高的均衡效率,之所以提出这一要求,主要是存在大电流均衡情况下的均衡设备发热,并且影响电池组温升的问题。