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簡述引起鋰電池組不一致性的原因及危害

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年03月23日  

鋰電池組電壓不一致會產生什么危害?如何應對鋰電池組不一致性的危害?鋰電池參數的不一致主要是指容量、內阻、開路電壓的不一致。電芯性能的不一致,都是在生產過程中形成,在使用過程中加深。今天,小編就帶大家來了解一下鋰電池組一致性的問題。

鋰電池組不一致性的概念

鋰電池參數的不一致主要是指容量、內阻、開路電壓的不一致。初始的不一致度隨著電池在使用過程中連續的充放電循環而累計,導致各單體電池狀態(SOC、電壓等)產生更大的差異;

鋰電池組內的使用環境對于各單體電池也不盡相同。這就導致了單體電池的不一致度在使用過程中逐步放大,從而在某些情況下使某些單體電池性能加速衰減,并最終引發鋰電池組過早失效。

鋰電池組不一致性產生的原因

鋰電池組的不一致性是一個不斷累積的過程,時間越長單體電池之間產生的差異越大;并且鋰電池組還會受到使用環境的影響,在以后的使用過程中單體電池的不一致性會被逐漸放大,從而導致某些單體電池性能加速衰減,最終導致電池沒有使用功能。

鋰電池組的不一致性主要受時間的影響較大,原因主要包括兩個方面:

1、首先是制造過程中存在工藝上的問題和材質的不均勻等問題,使得鋰電池的材料和等存在很微小的差別;在鋰電池組投入使用后,電池組中各個電池的電解液密度、溫度和通風條件、自放電程度及充放電過程等差別的影響,同一批次出廠的同一型號電池容量和內阻可能存在差異性。

2、裝車使用時,鋰電池組中各個電池的電解液密度、溫度和通風條件、自放電程度及充放電過程等差別的影響。

鋰電池組不一致會產生什么危害和問題?

①容量損失,電芯單體組成鋰電池組,容量符合“木桶原理”,最差的那顆電芯的容量決定整個電池組的能力。

②壽命損失,小容量電芯,每次都是滿充滿放,出力過猛,很大可能最先到達壽命的重點。一直電芯壽命終結,一組焊接在一起的電芯,也就跟著壽終正寢。

③內阻增大,不同的內阻,流過相同的電流,內阻大的電芯發熱量相對比較多。電池溫度過高,造成劣化速度加快,內阻又會進一步升高。內阻和溫升,形成一對負反饋,使高內阻電芯加速劣化。

如何應對鋰電池組的不一致性問題?

△分選:不同批次的電芯,理論上不放在一起使用。即使相同批次的電芯,也需要經過篩選,把參數相對集中的電芯放在一個鋰電池組里,同一個電池包里。

△熱管理:針對內阻不一致電芯,產生熱量不相同問題。熱管理系統的加入,可以調節整個鋰電池組的溫差,使之保持在一個較小的范圍里。生成熱量較多的電芯,依然溫升偏高,但不會與其他電芯拉開差距,劣化水平就不會出現明顯的差距。

△電池均衡管理:為了解決這個問題,電池管理系統BMS設計了均衡功能。保證鋰電池組良好的使用環境,盡量保證恒溫,減小振動,保證水、塵土等污染電池極柱。掌握鋰電池組中單電池不一致性發展規律,對極端參數電池進行及時調整或更換,以保證電池組參數不一致性不隨使用時間而增大。

△能量管理策略:在能量管理方面,輸出功率允許的情況下,盡量減小電池放電深度。引入實用性電池組能量管理和均衡系統,制定合理的電池均衡策略,主動干預和降低電池的不一致性。盡量防止電池深放電的同時,避免電池的過充電。

如何判斷鋰電池組單體一致性好壞?

鋰電池組單體一致性好壞,需要用專用的工具,測量容量、內阻、充放電曲線的方法來判斷。這個要單個的測量單只電池的容量、內阻和放電平臺,還有看電池組合的工藝水平,看具體產品對電池性能的要求。電池的不一致性(在一定范圍之內)只能用外在的電池組管理系統解決,這是必須的。

總結:提高鋰電池組的一致性問題是一個系統工程,需要電池的設計、生產、質量控制、應用、維護等多方面共同考慮。以上分別介紹了鋰電池組不一致性產生的原因、危害以及解決的措施,希望能幫上你們。

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