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组装锂电池包电芯为什么要分选?电芯不一致性的危害有哪些

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组装锂电池包电芯为什么要分选?电芯不一致性的危害有哪些

发布日期:2020-03-03 作者: 点击:



锂电池组不一致性的概念

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       锂电池参数的不一致主要是指容量、内阻、开路电压的不一致。初始的不一致度随着电池在使用过程中连续的充放电循环而累计,导致各单体电池状态(SOC、电压等)产生更大的差异;

??锂电池组内的使用环境对于各单体电池也不尽相同。这就导致了单体电池的不一致度在使用过程中逐步放大,从而在某些情况下使某些单体电池性能加速衰减,并最终引发锂电池组过早失效。


锂电池组不一致性产生的原因

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??锂电池组的不一致性是一个不断累积的过程,时间越长单体电池之间产生的差异越大;并且锂电池组还会受到使用环境的影响,在以后的使用过程中单体电池的不一致性会被逐渐放大,从而导致某些单体电池性能加速衰减,最终导致电池没有使用功能。

??锂电池组的不一致性主要受时间的影响较大,原因主要包括两个方面:

??1、首先是制造过程中存在工艺上的问题和材质的不均匀等问题,使得锂电池的材料和等存在很微小的差别;在锂电池组投入使用后,电池组中各个电池的电解液密度、温度和通风条件、自放电程度及充放电过程等差别的影响,同一批次出厂的同一型号电池容量和内阻可能存在差异性。

??2、装车使用时,锂电池组中各个电池的电解液密度、温度和通风条件、自放电程度及充放电过程等差别的影响。


锂电池组不一致会产生什么危害和问题?


      首先,单只能量过高的锂电池,遇到意外,引发热失控,电池内部急剧反应,短时间内,过多的能量无处释放,是非常危险的。尤其在安全技术,管控能力发展还不够充分的时候,每只电池的容量都应该克制。锂电池参数的不一致主要是指容量、内阻、开路电压的不一致。不一致的电芯串并在一起使用,会出现如下问题。

     1. 容量损失,电芯单体组成电池组,容量符合“木桶原理”,最差的那颗电芯的容量决定整个电池组的能力。为了防止电池过充过放,电池管理系统的逻辑如此设置:放电时,当最低的单体电压达到放电截止电压时,整个电池组停止放电;充电时,当最高单体电压触及充电截止电压时,停止充电。拿两只电池串联举例。一只电池容量1C,另外一只容量只有0.9C。串联关系,两只电池通过同样大小的电流。充电时,容量小的电池必然先充满,达到充电截止条件,系统不再继续充电。放电时,容量小的电池也必然先放光全部可用能量,系统即刻停止放电。这样,容量小的电芯始终在满充满放,容量大的电芯却一直使用部分容量。整个电池组的容量总有一部分处于闲置状态
    2. 寿命损失,类似的,电池组的寿命,由寿命最短的那颗电芯决定。很大可能性,寿命最短的电芯,就是那颗容量小的电芯。小容量电芯,每次都是满充满放,出力过猛,很大可能最先到达寿命的重点。一直电芯寿命终结,一组焊接在一起的电芯,也就跟着寿终正寝。
    3. 内阻增大,不同的内阻,流过相同的电流,内阻大的电芯发热量相对比较多。电池温度过高,造成劣化速度加快,内阻又会进一步升高。内阻和温升,形成一对负反馈,使高内阻电芯加速劣化。


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如何应对锂电池组的不一致性问题???


??△分选:不同批次的电芯,理论上不放在一起使用。即使相同批次的电芯,也需要经过筛选,把参数相对集中的电芯放在一个锂电池组里,同一个电池包里。

??△热管理:针对内阻不一致电芯,产生热量不相同问题。热管理系统的加入,可以调节整个锂电池组的温差,使之保持在一个较小的范围里。生成热量较多的电芯,依然温升偏高,但不会与其他电芯拉开差距,劣化水平就不会出现明显的差距。

??△电池均衡管理:为了解决这个问题,电池管理系统BMS设计了均衡功能。保证锂电池组良好的使用环境,尽量保证恒温,减小振动,保证水、尘土等污染电池极柱。掌握锂电池组中单电池不一致性发展规律,对极端参数电池进行及时调整或更换,以保证电池组参数不一致性不随使用时间而增大。

??△能量管理策略:在能量管理方面,输出功率允许的情况下,尽量减小电池放电深度。引入实用性电池组能量管理和均衡系统,制定合理的电池均衡策略,主动干预和降低电池的不一致性。尽量防止电池深放电的同时,避免电池的过充电。

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如何判断锂电池组单体一致性好坏?

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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。这里用到专业的仪器和设备如:www.38238.com/内阻测试仪等/分容柜等。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。




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关键词:锂电池自动分选机,锂电池为什么要分选,锂电池分选的重要性

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