鉅大LARGE | 點擊量:2950次 | 2022年04月16日
講解鋰電池組不一致性的原因及危害
鋰離子電池組不一致性的原因及危害,看了就明白!鋰離子電池組電壓不一致會出現(xiàn)什么危害?如何應(yīng)對鋰離子電池組不一致性的危害?鋰離子電池參數(shù)的不一致重要是指容量、內(nèi)阻、開路電壓的不一致。電芯性能的不一致,都是在生產(chǎn)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離子電池組一致性的問題。
鋰離子電池組不一致性的概念
鋰離子電池參數(shù)的不一致重要是指容量、內(nèi)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持續(xù)的充放電循環(huán)而累計,導(dǎo)致各單體電池狀態(tài)(SOC、電壓等)出現(xiàn)更大的差異;
鋰離子電池組內(nèi)的使用環(huán)境關(guān)于各單體電池也不盡相同。這就導(dǎo)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(fā)鋰離子電池組過早失效。
鋰離子電池組不一致性出現(xiàn)的原因
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
鋰離子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出現(xiàn)的差異越大;并且鋰離子電池組還會受到使用環(huán)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(dǎo)致某些單體電池性能加速衰減,最終導(dǎo)致電池沒有使用功能。
鋰離子電池組的不一致性重要受時間的影響較大,原因重要包括兩個方面:
1、首先是制造過程中存在工藝上的問題和材質(zhì)的不均勻等問題,使得鋰離子電池的材料和等存在很微小的差別;在鋰離子電池組投入使用后,電池組中各個電池的電解液密度、溫度和通風(fēng)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(nèi)阻可能存在差異性。
2、裝車使用時,鋰離子電池組中各個電池的電解液密度、溫度和通風(fēng)條件、自放電程度及充放電過程等差別的影響。
鋰離子電池組不一致會出現(xiàn)什么危害和問題?
①容量損失,電芯單體組成鋰離子電池組,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(dá)壽命的重點。一直電芯壽命終結(jié),一組焊接在一起的電芯,也就跟著壽終正寢。
③內(nèi)阻增大,不同的內(nèi)阻,流過相同的電流,內(nèi)阻大的電芯發(fā)熱量相比較較多。電池溫度過高,造成劣化速度加快,內(nèi)阻又會進(jìn)一步升高。內(nèi)阻和溫升,形成一對負(fù)反饋,使高內(nèi)阻電芯加速劣化。
如何應(yīng)對鋰離子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,也要經(jīng)過篩選,把參數(shù)相對集中的電芯放在一個鋰離子電池組里,同一個電池包里。
△熱管理:針對內(nèi)阻不一致電芯,出現(xiàn)熱量不相同問題。熱管理系統(tǒng)的加入,可以調(diào)節(jié)整個鋰離子電池組的溫差,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(xiàn)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(tǒng)BMS設(shè)計了均衡功能。保證鋰離子電池組良好的使用環(huán)境,盡量保證恒溫,減小振動,保證水、塵土等污染電池極柱。掌握鋰離子電池組中單電池不一致性發(fā)展規(guī)律,對極端參數(shù)電池進(jìn)行及時調(diào)整或更換,以保證電池組參數(shù)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(tǒng),制定合理的電池均衡策略,主動干預(yù)和降低電池的不一致性。盡量防止電池深放電的同時,防止電池的過充電。