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锂离子电芯的一致性对电动汽车电池真的重要吗

钜大LARGE  |  点击量:300次  |  2023年06月14日  

锂离子电池一起性是指:用于成组的单体电池的初期功能指标的一起,包括:容量、阻抗、电极的电气特性、电气连接、温度特性、衰变速度等。以上因数的不一起,将直接影响运转中输出电参数的差异。


锂离子电池包的不一起性或电池包的离散现象就是指同一规格类型的单体蓄电池包成电池包后,其电压、荷电量、容量、阑珊率、内阻及其随时刻改变率、寿数、温度影响、自放电率及其随时刻改变率。


单体电池在制造出来后,本身存在必定功能差异。初始的不一起度随着电池在运用进程中接连的充放电循环而累计,导致各单体电池状况(SOC、电压等)发生更大的差异;电池包内的运用环境有关各单体电池也不尽相同。这就导致了单体电池的不一起度在运用进程中逐渐扩大,然后在某些状况下使某些单体电池功能加快衰减,并最终引发电池包过早失效。


不一起性原因从时刻次序划分,电池包中单体电池的不一起性首要表现在两方面:制造进程中工艺上的问题和材质的不均匀,使得电池极板活性物质的活化程度和厚度、微孔率、连条、隔板等存在很细小的差别,然后发生内部结构和材质上的不彻底一起性;装车运用时,电池包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进程等差其他影响。


同一批次出厂的同一类型电池的容量、内阻和自放电的差异性原因分析


针对这些不一起发生的原因,是否能够经过某些方法彻底消除电池包内的不一起:很多人认为电池不一起是加工工艺的问题,也有人认为是配组进程的问题,经过SPC等进程操控方法就能够彻底消除电池的不一起。但是实践证明,即便严厉操控配料、活浆、涂布、裁剪、辊压等工艺进程,仅仅缩小批量产品之间的规范差,而不能消除不一起性。若影响某一随机变量的随机要素很多,且其间每个要素的影响独自都不能起决定性效果,这些要素的影响又可叠加,则该随机变量遵守正态分布,特性的参数有规范差σ和均值μ。电池充放电进程的电压值是该电池热力学和动力学状况的综合反映,既受电池加工进程中各工序工艺条件的影响,又受电池充放电进程中电流、温度、时刻和运用进程中偶尔要素的影响因此电池包内各个电池的电压值不可能彻底相同。


改进举措


1、加工进程方法,电池公司操控好各种原材料的一起性;浆料的流变性监测,不长时刻搁置浆料,确保浆料在涂布时流变性是相同的;涂布参数监控,尤其是磷酸铁锂离子浆料,由于磷酸铁锂离子颗粒较细,浆料的生产功能差,在涂布时应留意减慢涂布机走速;浆料黏度的合理测试;对极片的外观检查;剔除有瑕疵的极片;极片称重;注液前后电池质量差比较;化成温度;湿度操控;拟定各种原材料的规范,严厉依照规范对原材料进行检验、贮存;加工工艺的一起性调控;对加工工艺的一起性进行精细调控;工艺进程进行严厉的统计进程操控(SPC);确保每个工艺在规则的公役规模内;确保进程才能指数,使其遵循正常的加工参数分布规律。


2、配组进程的方法,确保电池包采用一起规格、类型的电池,确保电池出厂质量尤其是初始电压的一起性,筛选条件:电压;内阻;电池化成数据;一起性点评办法有很多,现在最常运用的是极差系数法、规范差系数法和阈值法。结合聚类分析,利用设按时刻间隔内由各个测试点构成电池充放电曲线的形状、间隔、面积来进行科学分类,然后断定电池的一起性。在容量或电压阈值的基础上,对充放电曲线形状,曲线间的间隔,曲线围取面积等进行核算,选取能表现曲线一起的参数进行断定。选配充放电进程中曲线较接近,相对间隔较小,曲线围取的面积较小,组间差异较小的电芯进行配组,然后完成最优的一起配组。


3、电池均衡办理,从电池办理体系视点,在电池包运用进程中测试单电池参数,尤其是电动轿车停驶或行进进程中电压分布状况,把握电池包中单电池不一起性发展规律,对极点参数电池进行及时调整或更换,以确保电池包参数不一起性不随运用时刻而增大。预防电池过充电,尽量预防电池深放电。确保电池包杰出的运用环境,尽量确保恒温,减小振荡,确保水、尘土等污染电池极柱。一起从能量的办理和战略上,引入实用性电池包能量办理和均衡体系,拟定合理的电池均衡战略,自动干预和降低电池的不一起性。


4、电池热办理电池运用进程中,内阻、电池布置办法等要素的差异,会在充放电进程呈现自身温度和环境温度的差异,这样会直接导致其输出功能的差异。电池热办理效果是将电池包的工作温度保持在电池最优的工作温度规模之内。确保电池之间温度条件的一起,然后确保电池运用参数的一起性。(电池在不同温度状况的寿数不同,温度每升高10℃其退化速度就添加一倍)


5、操控战略在能量办理方面,输出功率答应的状况下,尽量减小电池放电深度。锂离子电池在深度放电条件下的一起性变差,电池包的寿数也会削减。尽量预防电池深放电的一起,预防电池的过充电。体系内具备了均衡电路后能够预防个别电池的过充电,适当降低充电终止电压,可延长电池包的循环寿数。


6、其他运用进程日常保护进程中,对丈量中容量偏低电池进行独自保护性充电,使其功能康复。间隔必按时刻对电池包进行小电流保护性充电,促进电池包自身的均衡和功能康复。运用环境方面,确保电池包杰出的运用环境一起,减小振荡,预防水、尘土等污染电池极柱。此项内容,一般很难运用在车上,要用的也需求电池体系和整车操控器来完成。


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