钜大LARGE | 点击量:115次 | 2024年07月25日
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。
一致性包含以下常见的几种:
老化的一致性:
随着使用次数的增长,各电芯之间的一致性因素会发生变化,如电芯的容量会变小,但不同电芯的变化程度不同。即使在组装初期一致性很好的电池组,在循环老化一段时间后也会出现差异。
开路电压的一致性:
充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
经过充电会导致个别电池过充,从而引发安全问题。电压差异越大,安全问题越严重。
内阻一致性:
串联电池组各电芯的内阻不一致,在充电时内阻高的电芯会被过压充电,放电时内阻高的会被过压放电。
容量不一致:
串联电池组各电芯的容量不一致,在充电时容量低的电芯会被过压充电,放电时会被过压放电
电压不一致,在化成后,经历同样的充放电过程,静置足够时间,在同样的环境温度下,待评价电芯充电到相同SOC。测量其开路电压,此时体现出来的电压差距,就是单体电芯的电压不一致性。有研究显示,单体电芯的开路电压,符合正态分布。就是说,我们所有提高一致性的努力,只能改变参数的集中度。
内阻不一致,电芯内阻是电芯功率特性的重要表征,也是电芯成组后,电芯性能参数进一步离散化的原因之一。内阻不一致可以造成温升不一致,是引发其他参数进一步离散化的一类原因。
内阻,同样是模组成组后的检测指标。从电芯单体组装成模组,要经历焊接或者机械结构夹持等成组过程,成组工艺的一致性,反应到成型后的模组上,就是模组的内阻。
容量不一致,寿命不一致,按照目前的寿命衡量标准,可用容量和寿命紧密联系在一起,这里一起说明。
容量一般都会作为电芯分组的初选内容,是电芯不一致最重要的参数表现。造成容量不一致的原因很多,并且多数都是制造过程的不一致的结果。
除了达到容量、内阻等寿命指标以外,寿命不一致的另外一层含义是,电池失效时间不一致。有研究表明,并不一定是容量最小的电芯或者工作条件最恶略的电芯最先达到寿命的终点。每颗电芯从出生开始,其抗衰老的能力已经存在差异。
温升不一致,每只电芯,除了直接影响发热的内阻因素外,其内部电化学物质制造过程中形成的不一致,对发热量也会产生影响。每一只电芯在电池包中所处位置不同,造成其散热条件的差异,最终也会导致电芯温升不一致。
一致性评价
研究人员使用各种统计方法来评价一致性的好坏。有的厂家用标准差,以标准差的大小来衡量一组电芯参数的集中度,在统计学意义上是合理的。
有的厂家直接使用一组数据的极差,最大最小值的差值,虽然无法全面描述一组电池的全部参数分布情况,但对于当前的电池管理系统BMS的控制逻辑来说,也是一种合理选择。何况,使用极差是最为简洁的一种方法。
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