电池不一致性带来的危害和应对措施

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锂电池能量密度高，出于安全考虑一般体积不会设计太大，然而当若干单体电芯通过导电连接件串并联成一个电源，形成电池模组，这就需要面对一致性问题。锂电池参数的不一致通常包括容量、内阻、开路电压的不一致，电芯性能的不一致，在生产过程中形成，在使用过程中会进一步加重，同一电池组内的电芯，弱者恒弱，且加速变弱，并且单体电芯之间参数的离散程度，随着老化程度的加深而变大。

下文将介绍不一致的电芯串并在一起使用，会给电池PACK带来哪些危害以及该如何应对不一致问题。
锂电池不一致带来的危害01容量损失电芯单体组成电池组，容量大小符合“木桶原理”，最差的那颗电芯的容量决定整个电池组的能力。为防止电池过充过放，电池管理系统会在放电时：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；在充电时：当最高单体电压触及充电截止电压时，停止充电。并且将容量较小的电芯与容量较大的电芯串联使用时，容量小的电芯将始终在满充满放，容量大的电芯却一直使用部分容量，从而导致整个电池组的容量总有一部分处于闲置状态02寿命损失同理，电池组的寿命也取决于寿命最短的那颗电芯。很可能寿命最短的电芯，就是那颗容量小的电芯。小容量电芯，由于每次都是满充满放，因此很大可能最先到达寿命的终点。当焊接为一组的某个电芯寿命终结，一起的电芯也就跟着寿终正寝。

03内阻增大当相同的电流流过不同内阻的电芯时，内阻大的电芯发热量相对较多。这会导致电池温度过高，从而加快劣化速度并进一步升高内阻。内阻与温升之间形成一对负反馈，使高内阻电芯加速劣化。上述三个参数并不完全独立，老化程度深的电芯内阻比较大，容量衰减也更多。虽然这些参数相互影响，但分开说明它们各自的影响方向，有助于更好地理解电芯不一致性的危害。
如何应对不一致性？01热管理针对内阻不一致的电芯产生热量不同的问题，可以通过热管理系统的加入，调节整个电池组的温差，使温差保持在较小的范围内。这样即使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。02分选分选的目的是通过挑选将不同参数与批次的电芯分开使用，即使是相同批次的电芯，也需经过筛选，把参数相对集中的电芯放在一个电池组、电池Pack里。分选方法包括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、内阻和容量等特性参数进行筛选，选取目标参数，引入统计算法，设定筛选标准，最后将同一批次的电芯区分成若干组；动态筛选则是针对电芯在充放电过程中表现出来的特性进行筛选；动静结合分选，用静态筛选做初步分组，在此基础上进行动态筛选，这样划分出来的组别更多，筛选准确性更高，但成本也会相应上升。03均衡由于电芯单体的不一致，某些电芯端电压会超前于其他电芯，最先到达控制阈值，导致整个系统容量变小。电池管理系统BMS的均衡功能，可以很好的解决这个问题。当某一颗电芯率先到达充电截止电压，而其余众电芯电压明显滞后时，BMS会启动充电均衡功能，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。以此解除充电截止条件，充电过程重新开始，电池包便能充入更多电量。