电池知识
锂离子、磷酸铁锂、锰酸锂、新能源
电池知识
锂离子、磷酸铁锂、锰酸锂、新能源
通过对一个10串10并电池包的模拟，我们阐明了电池包内的温度分布对其性能与循环寿命的影响。均匀温度越低，温度不平均程度越高，电池包内单电池放电深度的不一致性越高；均匀温度越高，温度不平均程度越高，电池包循环寿命越短。值得留意的是，不平均的温度分布会导致并联支路间电流分配不均，从而恶化单电池老化速率的一致性。
在电池包热管理方面，我们提出了一种对并行式空冷电池包内部的流场与温度场进行快捷估算的办法。该办法由流动阻力网络模型和暂态传热模型组成，避免了计算流体动力学办法用于模拟大型电池包时计算量过大的问题，同时保证了很高的估算精度。利用这一办法，我们考察了不平均的流场对电池包内温度平均性的影响，并以提高温度平均性为目标，对空冷系统的结构参数进行了讨论，给出了一个可行的参数配置方案。
由于同一类型、规格的电池在电压、内阻、容量等方面的参数值存在差别，使其在电动车上使用时，性能指标往往达不到单体电池的原有水平，严重影响其在电动车上的使用。
锂电池一致性是指：用于成组的单体电池的初期性能指标的一致，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。以上因数的不一致，将笔直影响运行中输出电参数的差异。
锂电池包的不一致性或电池包的离散现象就是指同一规格型号的单体蓄电池包成电池包后,其电压、荷电量、容量、衰退率、内阻及其随时间变化率、寿命、温度影响、自放电率及其随时间变化率。
单体电池在制造出来后，本身存在一定性能差异。初始的不一致度随着电池在使用过程中连续的充放电循环而累计，导致各单体电池状态(SOC、电压等)萌生更大的差异；电池包内的使用环境对于各单体电池也不尽相同。这就导致了单体电池的不一致度在使用过程中逐步放大，从而在某些情况下使某些单体电池性能加速衰减，并最终引发电池包过早失效。
不一致性原由从时间顺序划分，电池包中单体电池的不一致性主要体今朝两方面：制造过程中工艺上的问题和材质的不平均，使得电池极板活性物质的活化程度和厚度、微孔率、连条、隔板等存在很微小的差别，从而萌生内部结构和材质上的不完全一致性；装车使用时，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过程等差别的影响。
同一批次出厂的同一型号电池的容量、内阻和自放电的差异性原由分解
针对这些不一致萌生的原由，是不是可以通过某些措施完全消除电池包内的不一致：很多人认为电池不一致是加工工艺的问题，也有人认为是配组过程的问题，通过SPC等过程控制措施就可以完全消除电池的不一致。
但是践行证明，即使严格控制配料、活浆、涂布、裁剪、辊压等工艺过程，只是缩小批量产品之间的标准差,而不能消除不一致性。若影响某一随机变量的随机因素很多，且其中每个因素的影响独自都不能起决定性作用，这些因素的影响又可重叠，则该随机变量服从正态分布，特性的参数有标准差σ和均值μ。电池充放电过程的电压值是该电池热力学和动力学状态的综合反映，既受电池加工过程中各工序工艺条件的影响，又受电池充放电过程中电流、温度、时间和使用过程中偶然因素的影响因而电池包内各个电池的电压值不可能完全一样。
改进举措
1.加工过程措施电池企业控制好各种原材料的一致性；浆料的流变性监测，不长时间搁置浆料，保证浆料在涂布时流变性是相同的；涂布参数监控，尤其是磷酸铁锂浆料，由于磷酸铁锂颗粒较细，浆料的出产性能差，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；湿度控制；制定各种原材料的标准，严格按照标准对原材料进行检验、储存；加工工艺的一致性调控；对加工工艺的一致性进行精细调控；工艺过程进行严格的统计过程控制（SPC）；确保每个工艺在规定的公差范围内；确保过程能力指数，使其遵循正常的加工参数分布规律。
2.配组过程的措施保证电池包采用统一规格、型号的电池，保证电池出厂质量尤其是初始电压的一致性，筛选条件：电压；内阻；电池化成数据；一致性评价办法有很多，目前最常使用的是极差系数法、标准差系数法和阈值法。结合聚类分解，利用设定时间间隔内由各个测试点构成电池充放电曲线的形状、距离、面积来进行科学分类，从而判定电池的一致性。在容量或电压阈值的基础上，对充放电曲线形状，曲线间的距离，曲线围取面积等进行计算，选取能体现曲线一致的参数进行判定。选配充放电过程中曲线较接近，相对距离较小，曲线围取的面积较小，组间差异较小的电芯进行配组，从而实现最优的一致配组。
3.电池均衡管理从电池管理系统角度，在电池包使用过程中测试单电池参数，尤其是电动车停驶或行驶过程中电压分布情况，掌握电池包中单电池不一致性发展规律，对极端参数电池进行及时调整或更换，以保证电池包参数不一致性不随使用时间而增大。避免电池过充电，尽量戒备电池深放电。保证电池包良好的使用环境，尽量保证恒温，减小振动，保证水、尘土等污染电池极柱。同时从能量的管理和策略上，引入实用性电池包能量管理和均衡系统，制定合理的电池均衡策略，主动干预和降低电池的不一致性。
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