鉅大LARGE | 點擊量:983次 | 2020年11月10日
如何應對電池不一致性
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。同一個電池組內的電芯,弱者恒弱,且加速變弱。單體電芯之間參數的離散程度,隨著老化程度的加深而加大。
當前,工程師應對單體電芯不一致,重要從三個方面考慮。單體電池分選,成組后熱管理,出現少量不一致時電池管理系統供應均衡功能。
1、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,也要經過篩選,把參數相對集中的電芯放在一個電池組里,同一個電池包里。
分選的目的,是把參數相近的電芯選擇出來。分選方法,被研究了很多年,重要分靜態分選和動態分選兩大類。
①靜態分選。針對電芯的開路電壓,內阻,容量等特性參數進行篩選,選取目標參數,引入統計算法,設定篩選標準,最后將同一批次的電芯區分成若干組。
②動態篩選。是針對電芯在充放電過程中表現出來的特性進行篩選,有的選擇恒流恒壓充電過程,有的選取脈沖沖擊充放電過程,有的比較自身的充電和放電曲線之間的關系。
③動靜結合分選。用靜態篩選做初步分組,在此基礎上進行動態篩選,這樣劃分出來的組別更多,篩選準確性更高,但成本也會相應上升。
這里就小小體現了一把動力鋰離子電池生產規模的重要性。大規模出貨,使得廠家可以進行更精細的分選,得到性能更接近的電池組。假如產量太小,分組過多,一個批次都無法裝備一個電池包,再好的方法也無法施展了。
2、熱管理
針對內阻不一致電芯,出現熱量不相同問題。熱管理系統的加入,可以調節整個電池組的溫差,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。
3、均衡
電芯單體的不一致,某些電芯端電壓,總是超前于其他電芯,最先到達控制闌值,導致整個系統容量變小。為了解決這個問題,電池管理系統BMS設計了均衡功能。
某一顆電芯率先到達充電截止電壓,而其余眾電芯電壓明顯滯后,BMS起動充電均衡功能,或者接入電阻,放掉高電壓電芯的部分電量,或者把能量轉移走,放到低電壓電芯上去。這樣,充電截止條件被解除,充電過程重新開始,電池包充入更多電量。