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有关锂离子电池一致性问题以及应对方法详解

钜大LARGE  |  点击量:1262次  |  2020年11月05日  

首先,单只能量过高的锂离子电池,遇到意外,引发热失控,电池内部急剧反响,短时间内,过多的能量无处开释,是十分风险的。尤其在安全技能,管控才能发展还不行充分的时候,每只电池的容量都应该克制。


其次,被锂离子电池壳体包裹起来的能量,一旦呈现意外,消防员、灭火剂无法触及、力不从心,只能在发作事端时隔离现场,任事端电池自行反响,能量燃尽停止。


当然,出于安全考虑,当时的锂离子电池已经规划了多重安全手法。拿圆柱电池为例。


安全阀,当电池内部反响超出正常规模,温度上升,并且伴随生成副反响气体,压力到达规划值,安全阀主动开启,泄掉压力。安全阀翻开的一刻,电池彻底失效。


热敏电阻,有的电芯配备热敏电阻,一旦呈现过流,电阻在到达某一个温度以后,阻值猛增,所在回路电流下降,阻挠温度的进一步升高。


熔断器,电芯配备具有过流熔断功用的熔丝,一旦呈现过流风险,电路断开,防止恶性事端的发作。


<atarget=_blankhref='http://www.dghoppt.cn/'><b>锂离子电池</b></a>共同性问题的探讨以及应对办法


锂离子电池共同性问题


锂离子电池不能做成一大只,只好把很多小电芯组织起来,咱们劲往一处使,精诚合作,也能带着电动汽车飞起。这时候,就要面对一个问题,共同性。


咱们日常的经历是,两节干电池,正负极连接起来,手电筒就能发光,有谁管它共同不共同的工作。而锂离子电池的大规模应用,情形却并非如此简略。


锂离子电池参数的不共同首要是指容量、内阻、开路电压的不共同。不共同的电芯串并在一起运用,会呈现如下问题。


1)容量丢失,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才能。


为了防止电池过充过放,电池办理体系的逻辑如此设置:放电时,当最低的单体电压到达放电截止电压时,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,另外一只容量只要0.9C。串联关系,两只电池通过同样巨细的电流。


充电时,容量小的电池必定先充溢,到达充电截止条件,体系不再持续充电。放电时,容量小的电池也必定先放光悉数可用能量,体系即刻停止放电。


这样,容量小的电芯始终在满充溢放,容量大的电芯却一向运用部分容量。整个电池组的容量总有一部分处于闲置状态


2)寿数丢失,类似的,电池组的寿数,由寿数最短的那颗电芯决定。很大或许性,寿数最短的电芯,便是那颗容量小的电芯。小容量电芯,每次都是满充溢放,出力过猛,很大或许最早到达寿数的重点。一向电芯寿数终结,一组焊接在一起的电芯,也就跟着与世长辞。


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比较较多。电池温度过高,构成劣化速度加快,内阻又会进一步升高。内阻和温升,构成一对负反馈,使高内阻电芯加快劣化。


上面三个参数,并不彻底独立,老化程度深的电芯内阻比较大,容量衰减也更多。分开说明,只是想表述清楚它们各自的影响方向。


如何应对不共同性


电芯功用的不共同,都是在生产过程中构成,在运用过程中加深。同一个电池组内的电芯,弱者恒弱,且加快变弱。单体电芯之间参数的离散程度,跟着老化程度的加深而加大。


当时,工程师应对单体电芯不共同,首要从三个方面考虑。单体电池分选,成组后热办理,呈现少数不共同时电池办理体系供应均衡功用。


1)分选


不同批次的电芯,理论上不放在一起运用。即使相同批次的电芯,也要经过选择,把参数相对会集的电芯放在一个电池组里,同一个电池包里。


分选的目的,是把参数相近的电芯选择出来。分选办法,被研讨了很多年,首要分静态分选和动态分选两大类。


静态分选,针对电芯的开路电压,内阻,容量等特性参数进行选择,选取方针参数,引进统计算法,设定选择规范,最终将同一批次的电芯区分红若干组。


动态选择,是针对电芯在充放电过程中表现出来的特性进行选择,有的选择恒流恒压充电过程,有的选取脉冲冲击充放电过程,有的比较自身的充电和放电曲线之间的关系。


动静结合分选,用静态选择做初步分组,在此基础上进行动态选择,这样区分出来的组别更多,选择准确性更高,但本钱也会相应上升。


这儿就小小表现了一把动力锂离子电池生产规模的重要性。大规模出货,使得厂家能够进行更精密的分选,得到功用更挨近的电池组。假如产量太小,分组过多,一个批次都无法配备一个电池包,再好的办法也无法施展了。


2)热办理


针对内阻不共同电芯,出现热量不相同问题。热办理体系的加入,能够调节整个电池组的温差,使之保持在一个较小的规模里。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距离,劣化水平就不会呈现显着的距离。


3)均衡


电芯单体的不共同,某些电芯端电压,总是超前于其他电芯,最早到达控制阈值,导致整个体系容量变小。为了解决这个问题,电池办理体系BMS规划了均衡功用。


某一颗电芯率先到达充电截止电压,而其余众电芯电压显着滞后,BMS起动充电均衡功用,或者接入电阻,放掉高电压电芯的部分电量,或者把能量转移走,放到低电压电芯上去。这样,充电截止条件被解除,充电过程重新开始,电池包充入更多电量。


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