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    淺談鋰離子電池組不一致性

    發(fā)布時間: 2014-11-11 10:12:44    來源: 新能源Leander
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    [摘要]由于同一類型、規(guī)格的電池在電壓、內(nèi)阻、容量等方面的參數(shù)值存在差別,使其在電動汽車上使用時,性能指標(biāo)往往達(dá)不到單體電池的原有水平,嚴(yán)重影響其在電動汽車上的應(yīng)用。本文通過對電池組內(nèi)不一致性產(chǎn)生的原因進(jìn)行深入分析,并總結(jié)了生產(chǎn)、配組、使用、維護(hù)等過程提出彌補(bǔ)不一致性的措施。

      改進(jìn)舉措

      1)生產(chǎn)過程措施 電池企業(yè)

      控制好各種原材料的一致性;

      漿料的流變性監(jiān)測,不長時間擱置漿料,保證漿料在涂布時流變性是相同的;

      涂布參數(shù)監(jiān)控,尤其是磷酸鐵鋰漿料,由于磷酸鐵鋰顆粒較細(xì),漿料的加工性能差,在涂布時應(yīng)注意減慢涂布機(jī)走速;

      漿料黏度的合理檢測;

      對極片的外觀檢查;

      剔除有瑕疵的極片;

      極片稱重;

      注液前后電池質(zhì)量差比較;

      化成溫度;

      濕度控制;

      制定各種原材料的標(biāo)準(zhǔn),嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)對原材料進(jìn)行檢驗、儲存;

      生產(chǎn)工藝的一致性調(diào)控;

      對生產(chǎn)工藝的一致性進(jìn)行精細(xì)調(diào)控;

      工藝過程進(jìn)行嚴(yán)格的統(tǒng)計過程控制(SPC);

      確保每個工藝在規(guī)定的公差范圍內(nèi);

      確保過程能力指數(shù),使其遵循正常的生產(chǎn)參數(shù)分布規(guī)律。

      2)配組過程的措施

      保證電池組采用統(tǒng)一規(guī)格、型號的電池,保證電池出廠質(zhì)量尤其是初始電壓的一致性,篩選條件:

      電壓;

      內(nèi)阻;

      電池化成數(shù)據(jù);

      一致性評價方法有很多,目前最常使用的是極差系數(shù)法、標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)法和閾值法。

      很多電池廠家進(jìn)行配組鋰離子電池(電池性能一致性不高,優(yōu)點是簡單方便)的一般選配條件為:

      電池容量差:≤3%;

      內(nèi)阻差≤5%;

      自放電率差≤5%;

      平均放電電壓差≤5%。

      所謂聚類分析,利用設(shè)定時間間隔內(nèi)由各個檢測點構(gòu)成電池充放電曲線的形狀、距離、面積來進(jìn)行科學(xué)分類,從而判定電池的一致性。

      在容量或電壓閾值的基礎(chǔ)上,對充放電曲線形狀,曲線間的距離,曲線圍取面積等進(jìn)行計算,選取能體現(xiàn)曲線一致的參數(shù)進(jìn)行判定。

      選配充放電過程中曲線較接近,相對距離較小,曲線圍取的面積較小,組間差異較小的電芯進(jìn)行配組,從而實現(xiàn)最優(yōu)的一致配組。

      3)電池均衡管理 

      從電池管理系統(tǒng)角度,在電池組使用過程中檢測單電池參數(shù),尤其是電動汽車停駛或行駛過程中電壓分布情況,掌握電池組中單電池不一致性發(fā)展規(guī)律,對極端參數(shù)電池進(jìn)行及時調(diào)整或更換,以保證電池組參數(shù)不一致性不隨使用時間而增大。

      避免電池過充電,盡量防止電池深放電。

      保證電池組良好的使用環(huán)境,盡量保證恒溫,減小振動,保證水、塵土等污染電池極柱。

      同時從能量的管理和策略上,引入實用性電池組能量管理和均衡系統(tǒng),制定合理的電池均衡策略,主動干預(yù)和降低電池的不一致性。

      我很喜歡這個P-Diagram,就是把因素列的太多了,很多權(quán)重看不出來。比如鋰電池測量ASIC的工作電流和靜態(tài)電流的通道之間的差異,一般估計沒人在意。

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