電話:02083859919
手機:18025967080
郵箱:542298629@qq.com
地址:廣州市黃埔區(qū)光譜西路TCL創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)園530室
木桶能盛多少水,是靠最短的那一塊木板來決定的。我們說,這是“木桶原理”。如果把鋰離子電池組比喻成是一個盛水的木桶,那么組成電池組的鋰電芯就是組成這個木桶的木板,性能最差的那一顆電芯,決定了電池組的整體性能。
鋰離子電池組PACK中,電芯的一致性尤為重要。電芯一致性較差的電池組,容量、循環(huán)壽命以及充放電特性等性能,會受到一定的影響。隨著鋰電池組使用的充放電次數(shù)增加,這種影響也將越來越大。這個“木桶原理”它的影響到底有多大呢?
鋰離子電池組PACK,遵循“木桶原理”
很大一部分原因是鋰電池組BMS的管理控制。鋰電池組的BMS是有單節(jié)過充跟單節(jié)過放保護的,以保護鋰離子電芯在安全可靠的電壓范圍進行充放電,避免電芯在過充或者過放時影響性能壽命,甚至導(dǎo)致安全隱患。
一致性在電池組放電時的影響
三元鋰電芯,單體放電截止電壓為2.5V,BMS一般會設(shè)置單體過放保護為2.8V。鋰電池BMS的保護管理機制是,鋰電池組中任意一串電池電壓到達2.8V時,將開啟過放保護,放電MOS管或繼電器會斷開,整組電池組停止放電。
以三元鋰電池組10串1并為例。假設(shè),10顆三元鋰電芯中,容量最低的1顆電芯是2000mAh,而其他9顆電芯容量都是2500mAh。鋰電池組放電時,這10顆電芯同時在放電,電芯的電壓隨著容量的減少而下降。當容量較低的一顆電芯2000mAh放電結(jié)束時,電芯電壓會到達2.8V,而電池組中其他9顆電芯2500mAh的容量還有剩余,電壓在3.0V以上,但這時BMS已經(jīng)檢測到了電池組有一串電壓到達2.8V,開啟了電池組過放保護,整組電池組停止放電。這樣就導(dǎo)致了整個電池組的放電容量只有2000mAh。
一致性對電池組充電時的影響,也類似放電時的狀況
三元鋰電芯單體充滿電壓4.2V,鋰電池組BMS設(shè)置單體過充保護在4.25V,電芯的電壓隨著容量增加而升高,當容量較低的一顆電芯2000mAh充電完成時,電池電壓到達4.25V,而其他9顆電芯還未充滿電壓處于4.1V以下,但BMS已經(jīng)檢測到有一串電壓高于4.25V,就啟動了電池組過充保護,整組電池組停止充電。這樣就導(dǎo)致電池組只充電了2000mAh。
就是這樣引發(fā)了“木桶效應(yīng)”,容量最低的電芯,決定了電池組的充電容量以及放電容量。一致性對鋰電池組的循環(huán)壽命以及充放電特性的影響,也是一樣遵循了“木桶原理”,電池組中循環(huán)壽命和充放電特性最差的一顆電芯,決定了電池組的整體性能。
電池組的一致性該怎么控制呢?
鋰電池組的一致性包括了開路電壓、容量、內(nèi)阻。更加深層次的,還包括了K值(自耗電)、循環(huán)壽命、充放電特性等。鋰電池組在PACK前,都會對電芯進行分選配組。配組的標準一般是:容量控制在1%之內(nèi);電壓差值3mV;內(nèi)阻差值2mΩ之內(nèi)。
至于K值,循環(huán)壽命跟充放電特性等,這些一致性的因素,需要在電芯的源頭來控制,比如同批次生產(chǎn)的電芯材料體系需要一致,電芯批量生產(chǎn)的不良率控制,電芯批量生產(chǎn)的標準化,自動化的控制等等。
控制好鋰電池組中電芯的一致性,讓鋰電池組在“木桶原理”的影響下,發(fā)揮性能到極致吧!