锂电池组不一致性的原因及危害有哪些？
来源：宝鄂实业
2019-07-22 11:15
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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。在pack之前一定要对电芯进行检测，最大程度保证一致性。
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。
电芯一致性检测
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。引入实用性电池组能量管理和均衡系统，制定合理的电池均衡策略，主动干预和降低电池的不一致性。尽量防止电池深放电的同时，避免电池的过充电
如何判断锂电池组单体一致性好坏?
锂电池组单体一致性好坏，需要用专用的工具，测量容量、内阻、充放电曲线的方法来判断。这个要单个的测量单只电池的容量、内阻和放电平台，还有看电池组合的工艺水平，看具体产品对电池性能的要求。电池的不一致性(在一定范围之内)只能用外在的电池组管理系统解决，这是必须的。首先，单只能量过高的锂电池，遇到意外，引发热失控，电池内部急剧反应，短时间内，过多的能量无处释放，是非常危险的。尤其在安全技术，管控能力发展还不够充分的时候，每只电池的容量都应该克制。
1） 容量损失，电芯单体组成电池组，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。
为了防止电池过充过放，电池管理系统的逻辑如此设置：放电时，当最低的单体电压达到放电截止电压时，整个电池组停止放电；充电时，当最高单体电压触及充电截止电压时，停止充电。
拿两只电池串联举例。一只电池容量C，另外一只容量只有0.9C。串联关系，两只电池通过同样大小的电流。
充电时，容量小的电池必然先充满，达到充电截止条件，系统不再继续充电。放电时，容量小的电池也必然先放光全部可用能量，系统即刻停止放电。
这样，容量小的电芯始终在满充满放，容量大的电芯却一直使用部分容量。整个电池组的容量总有一部分处于闲置状态
2） 寿命损失，类似的，电池组的寿命，由寿命最短的那颗电芯决定。很大可能性，寿命最短的电芯，就是那颗容量小的电芯。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。
上面三个参数，并不完全独立，老化程度深的电芯内阻比较大，容量衰减也更多。分开说明，只是想表述清楚它们各自的影响方向。
