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鋰電池組不一致性的表現和分選方法

來源:存能電氣  日期:2019-04-03 16:36  瀏覽量:

  鋰電池組不一致性的表現和分選方法。現在動力鋰電池組已經穩穩占據了電動汽車電源江湖老大的地位。使用壽命長,能量密度高,安全性可以改,能量密度可以繼續上升。

  鉛酸電池的能量密度在40Wh/kg左右,而鋰電池,已經超過150Wh/kg。鋰電池組能量密度高,不敢設計太大容量,因為能量集中度提高的同時,安全性的要求也水漲船高。首先,單只能量過高的鋰電池,遇到意外,引發熱失控,電池內部急劇反應,短時間內,過多的能量無處釋放,是非常危險的。尤其在安全技術,管控能力發展還不夠充分的時候,每只電池的容量都應該克制。

  既然,鋰電池不能做成一大只,那就一小只一小只串起來。這時候,就需要面對一個問題,一致性。鋰電池組不一致主要是指容量、內阻、開路電壓的參數不一致。

  電芯性能的不一致,都是在生產過程中形成。同一個鋰電池組內的電芯,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。不一致的電芯串并在一起使用,會出現如下問題。

鋰電池組.jpg

  鋰電池組不一致性的表現

  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鋰電池組的能力。拿兩只電池串聯舉例。一只電池容量C,另外一只容量只有0.9C。串聯關系,兩只電池通過同樣大小的電流。

  充電時,容量小的電池必然先充滿,達到充電截止條件,系統不再繼續充電。放電時,容量小的電池也必然先放光全部可用能量,系統即刻停止放電。這樣,容量小的電芯始終在滿充滿放,容量大的電芯卻一直使用部分容量整個鋰電池組的容量總有一部分處于閑置狀態。

  2.壽命損失,由壽命最短的那顆電芯決定。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。當然,老化程度深的電芯內阻比較大,容量衰減也更多。

  鋰電池組不一致性分選方法

  單體電芯不一致,主要從三個方面考慮。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提供均衡功能;不同批次的電芯,不放在一起使用;即使相同批次的電芯,因為參數的不一致,也需要經過篩選;鋰電池組主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,有的對比自身的充電和放電曲線之間的關系。

  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。

  鋰電池組安全配置方法

  為了保證鋰電池組的安全性,會設置牢靠的安全防護

  1.安全閥

  溫度上升,應超出正常范圍,安全閥自動開啟,泄掉壓力,并且電池完全失效,以保證安全。

  2.熱敏電阻

  阻值陡增,阻止溫度的進一步升高

  3.熔斷器

  一旦出現過流風險,電路斷開,避免惡性事故的發生。

  以上就是鋰電池組不一致性的表現和分選的方法,謝謝觀看,希望能幫到你!

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