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PACK制造工艺系列:电芯一致性与均衡方法
来源: | 作者:szlxzncom | 发布时间: 2025-05-14 | 14 次浏览 | 分享到:
电芯一致性与均衡方法

为什么电芯一致性会不一样?

  1. 防止“电芯内讧”:如果电芯之间有的能量多,有的能量少,充放电时就像团队里有人总是偷懒,有人总是加班,久而久之就会闹矛盾,甚至解散(电池损坏)。

  2. 提升“团队效率”:想象一下,如果电芯们能量不均,就像团队里有人总是拖后腿,整个团队的效率就会大打折扣。均衡后,大家都能齐心协力,一起高效地完成任务(提供动力)。

  3. 延长“团队寿命”:就像人不能过度劳累一样,电池也不能总是超负荷工作。均衡可以确保每个电池都不会过度劳累,从而延长整个电池组的寿命。

01 电芯一致性概述

什么是电芯一致性?

电芯一致性指的是在相同条件下,同一批次电芯的性能参数(如容量、内阻、电压等)之间的差异程度。

电芯一致性的重要性

由于制造公差、材料差异、装配误差等原因,电芯的容量、内阻等参数不可避免地存在差异。电芯性能的不一致主要形成于生产过程,使用过程中会加剧。同一电池组内的电芯,弱者恒弱且加速变弱

电芯一致性是影响电池组性能的关键因素之一。在电池组中,如果电芯之间存在不一致性,会导致电池组性能下降、寿命缩短,甚至可能引发安全事故。因此,提高电芯一致性对于提升电池组整体性能具有重要意义。

影响电芯一致性的因素

包括:原材料、生产工艺、环境条件、使用过程等。

电芯一致性的衡量指标

电芯一致性的衡量指标主要包括:容量、内阻、电压、循环寿命、自放电率等。

 

02 电芯均衡管理的实现方式

1. 分选:将性能参数相近的电芯归为一组,是实现电芯均衡的基础。分选方法包括静态分选、动态筛选以及动静结合分选。

2. 热管理:调节整个电池组的温差,防止因温度差异导致的电芯不均衡。热管理系统可使电芯温度保持在较小的范围内,减缓电芯劣化速度,维持电芯间的性能平衡

一般,电池包热管理系统在设计和测试验证时,就要求电芯之间的温差<3
3. BMS均衡功能:当某颗电芯率先达到充电截止电压时,BMS 启动充电均衡功能,通过接入电阻放掉高电压电芯的部分电量(被动均衡)或把能量转移至低电压电芯(主动均衡),解除充电截止条件限制,使电池包能充入更多电量。


03 BMS均衡功能和方法

电芯均衡就是为了避免开头讲的“内讧”,让大家都公平地工作,既提高了团队效率,也提高了循环寿命。

为了使电池组中各个电芯的性能保持一致,需要对电芯进行均衡。电芯均衡技术可以保证电池组在充放电过程中,各个电芯的电压、容量等参数趋于一致,从而提高电池组的整体性能和安全性。

2.1 主动均衡

(1)原理

主动均衡通过能量转移的方式,将电池组中能量较高的电芯转移到能量较低的电芯,实现电芯之间的能量平衡。

(2)技术分类及特点

主动均衡技术包括:能量直接转移、能量间接转移等。

主动均衡具有均衡速度快、效率高等特点,但是需要复杂的控制系统,成本较高,且均衡时间较长。

2.2 被动均衡

(1)原理介绍

通过简单的电阻放电或热量传递等方式,消耗电池组中能量较高的电芯的能量,实现电芯之间的能量平衡。

(2)技术分类及特点

被动均衡技术包括:恒阻放电、开关电阻放电等。

被动均衡具有电路结构简单、成本低等优点,但是容易造成能量浪费、且产生的热量可能导致电池组温度升高,进而影响电芯寿命和性能。

2.3 均衡方法对比及优缺点分析

总的来说,主动均衡效果较好,但成本较高;被动均衡成本较低,但均衡效果相对较差。