鋰電池組裝及維修必備知識(shí)點(diǎn):電芯一致性
發(fā)布時(shí)間:2020-10-17 17:03:53很多剛?cè)腴T從事鋰電池組裝及維修的同行,對(duì)鋰電池技術(shù)認(rèn)識(shí)不足,采購電芯時(shí)候,賣家說電芯已經(jīng)分容好,不用再測試,買回去直接組裝即可;很多人也是這么“天真”認(rèn)為,電芯到手后不管三七二十一直接做成電池組,但是組裝后發(fā)現(xiàn)放電容量不足,用了沒多久,電池壓差很大,然后“傻啦吧唧””去網(wǎng)上買個(gè)所謂的“均衡儀”(本質(zhì):可調(diào)式單串充電器)寄希望于修復(fù)壓差,完美“復(fù)活”。
今天我們就講解,鋰電池組裝工藝中很重要的知識(shí)點(diǎn)“電芯一致性”,我們都知道有一個(gè)經(jīng)典理論叫做“木桶效應(yīng)”。
一只木桶能盛多少水,并不取決于最長的那塊木板,而是取決于最短的那塊木板。
——木桶效應(yīng)單體電池通過并聯(lián)串聯(lián)形成一個(gè)電池組。單體電池的性能再優(yōu)良,質(zhì)量再好,若配組后同組內(nèi)各單體電池特性不一致或者組合封裝時(shí)初始狀態(tài)不一致,都會(huì)導(dǎo)致各單體電池的性能得不到充分發(fā)揮,發(fā)生單體電池間的相互“牽制”或者“拖后腿”現(xiàn)象,使電池組整體特性急劇衰退或部分電池加速損壞。
鋰電池參數(shù)的不一致主要是指容量、內(nèi)阻、開路電壓、充放電性能的不一致。不一致的電芯串并在一起使用,會(huì)出現(xiàn)如下問題:
(1)容量損失,電芯單體組成電池組,容量符合“木桶原理”,最差的那顆電芯的容量決定整個(gè)電池組的能力。
為了防止電池過充過放,電池管理系統(tǒng)的邏輯如此設(shè)置:放電時(shí),當(dāng)最低的單體電壓達(dá)到放電截止電壓時(shí),整個(gè)電池組停止放電;充電時(shí),當(dāng)最高單體電壓觸及充電截止電壓時(shí),停止充電。
拿兩只電池串聯(lián)舉例。一只電池容量1C,另外一只容量只有0.9C。串聯(lián)關(guān)系,兩只電池通過同樣大小的電流。
充電時(shí),容量小的電池必然先充滿,達(dá)到充電截止條件,系統(tǒng)不再繼續(xù)充電。放電時(shí),容量小的電池也必然先放光全部可用能量,系統(tǒng)即刻停止放電。
這樣,容量小的電芯始終在滿充滿放,容量大的電芯卻一直使用部分容量。整個(gè)電池組的容量總有一部分處于閑置狀態(tài)。
(2)壽命損失,類似的,電池組的壽命,由壽命最短的那顆電芯決定。很大可能性,壽命最短的電芯,就是那顆容量小的電芯。小容量電芯,每次都是滿充滿放,出力過猛,很大可能最先到達(dá)壽命的終點(diǎn)。一直電芯壽命終結(jié),一組焊接在一起的電芯,也就跟著壽終正寢。
(3)內(nèi)阻增大,不同的內(nèi)阻,流過相同的電流,內(nèi)阻大的電芯發(fā)熱量相對(duì)比較多。電池溫度過高,造成劣化速度加快,內(nèi)阻又會(huì)進(jìn)一步升高。內(nèi)阻和溫升,形成一對(duì)負(fù)反饋,使高內(nèi)阻電芯加速劣化。