鉅大LARGE | 點擊量：1666次 | 2021年04月15日
電池一致性對電池壽命和性能的影響該如何減小？
了解電動汽車的人都聽說過鋰離子電池電芯一致性的這個話題。所謂一致性指的是構成電池包的每一個電芯各項性能的一致程度。由于生產和環境對電芯的性能一致性會出現微小的誤差，而這個誤差會直接影響到電池的使用壽命。那么電芯的一致性是如何影響到電池包使用壽命的？電芯廠商又是通過什么樣的手段提升電芯一致性的？我們在選購電動汽車的時候應當注意什么相關問題？本期來為大家解讀。
假如要用一句話來描述電池的一致性的含義，它指的是同一規格型號的電芯單體組成電池組之后，其電壓、荷電量、容量及其衰退率、內阻、壽命、溫度影響、自放電率等參數存在一定差異的問題。這些關鍵參數的差異重要由兩大因素引起：一個是在制造過程當中，因為工藝的問題和材質的不均勻使得電極板存在厚度、微孔率等關鍵參數方面的微小差異；另一個是在電池組的使用過程當中，電芯單體因環境的變化引起單體退化的差異。
首先我們要搞清楚電池單體一致性的分類，重要分為：電壓一致性、容量一致性、內阻一致性。
電壓一致性：假如在一個電池組當中，不同電芯的電壓存在差異，特別是關于并聯電路的電池組，高電壓電芯會給低電壓電芯充電，在電池組電路當中行成電流。這個過程會引起能量的損耗。雖然低電壓電池單體容量獲得了小幅的新增，但高電壓電池單體的容量會大幅降低。能量損耗在互充電過程中，影響電池組的對外放電。所以，假如低電壓電池和正常電壓電池共同使用，將成為電池組的負載，影響其它電池的工作，最終影響整個電池組壽命。這也是為何我們在使用家用五號電池給用電器供電時，很多電器的說明書上會注明：不要將新舊電池混合使用。也是遵循的電壓一致性的原理。
容量一致性：電池單體的容量不一致會導致個別容量較低的電池率先過度放電，導致電池單體的性能下降，從而影響電池組的容量性能。不過，解決這個問題并不困難，首先可以通過出廠前的分選實驗，最大程度上保證全新電池單體初始容量的一致性。也可以在使用過程中通過單獨對電池單體的充放電來調整單體電池的初始容量，較小電池單體間的初始容量差異。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
內阻一致性：中學物理課本里曾經學過，電池是存在內阻的。所謂內阻，指的是在電池對外放電形成電流回路時，電池本身是存在電阻的，雖然這個電阻很小，但在長時間大功率持續放電構成中，電池的內阻也是會損耗一部分電流能量的。這也是電池會發熱的原因，由于內阻的存在，把電流這樣的電能轉換成了熱能。電池內阻的不一致會導致每個電池單體在放電過程中熱損失的能量各不相同，從而影響電池單體的能量狀態，也可能會導致電壓的不一致。
由于設計形狀和布置位置的不同，即便出廠時電池單體的一致性很高，實際裝車后也會出現一定的一致性差異
■使用過程中的防范也是很重要的
不一致的電池單體可以視為是害群之馬。不僅自身性能下降，還會出現連帶效應，使得整體電池組的性能極速下降。所以提高電池的一致性以及防范在使用過程中因為環境的變化導致的一致性變化，是提高電池包使用壽命和使用性能的重要要素。
■如何提高電池單體的一致性
有一句話叫做：電池組的一致性是相對的，不一致性是絕對的。也就是說，沒有完全一致的電池組。只能相對的、盡可能的采取辦法提高電池組的一致性，包括：
在生產環節的質量控制：要想電池盡可能達到一致性，關于生產工藝的要求極高。除此之外，關于電池生產廠商來說，出廠前對電池的篩選也是至關重要的。要對電壓、內阻等關鍵數據進行分析，篩選出相關性良好的電池，使得同一批次的電池盡可能一致。在電池組使用過程當中，隨時監測電池單體的各項參數，特別是電壓分布情況，關于有差異的電芯單體進行調整或更換。盡可能保證電芯使用環境的一致性。有些電芯靠近熱源（如靠近電機），有些電芯可通風散熱效果較好，這會導致不同電芯處于不同工作溫度之中，這樣的環境差異會極大程度的造成電芯衰減速度的不一致。所以可以采用水冷電池包，通過冷卻液來均衡各個電池單體的工作溫度。通過均衡軟件來平衡各個電芯的充放電深度。這個我在之前的專欄中為大家介紹過。通常主機廠的BMS（電池管理系統）當中都會有相應的電池均衡算法。通過軟件控制每一次充放電深度來盡可能達到每個電池單體容量的均衡。每隔一段時間對電池組進行小電流維護性充電，提高電池組的均衡和電池單體的性能恢復。對使用過程中容量偏低的電池單體進行單獨充電，盡可能回復其性能。盡量防止過充過放，以及盡量減少大電流充電（快充）的次數。
■對用戶的購買和使用建議
由于電池單體先天的性能差異和后天使用過程中引起的性能差異，會導致整個電池包性能的降低從而影響到續航里程。所以在選購電動汽車時除了要看整車品牌還要關注電池供應商的品牌，關于大供應商來說，由于產量大、單體均攤成本低，所以可以投入更多的成本用于質量控制。除了工藝方面各有所長外，出廠前對電芯的篩選也是必不可少的。
其次，在使用過程中也要注意電池的特性，盡量防止過度充電和過度放電，并且每隔一段時間一定要進行小電流修復性充電，千萬不要每次充電都使用大電流快充，這樣會讓更快的降低電池的一致性使得電池壽命過早衰減。最后要提醒的就是電池對環境溫度比較敏感，溫度的極具變化也會導致電池單體一致性的下降。注意以上幾點可以盡可能的提高也延長電池的使用壽命，保持健康的放電性能。
