单体电池不一致性所带来的一系列问题

单体电池不一致性的问题

如下图所示,单体电池标称电压为3.2V内阻为10mΩ,容量为10Ah,图中所示为恒流充电阶段,其中电池的内阻为直流内阻而非交流内阻。

单体电池不一致性所带来的一系列问题

在理想状态下,单体之间是一致的,则通过基本的电路运算可以得到所有的电池所附加的电压都是:3.2V+0.01Ω×2A=3.22V,这样是没有任何问题的。

实际生产的电芯,每个电池的实际电压有一定的差别,内阻也有一定的差距在电池荷电量在10%-90%状态下电池的直流内阻荷和开路电压的变化值一般不大不会对整个电路产生较大的变动单体电池之间的电压也比较均衡。电池各个参数变化最明显就是在充电末期(SOC90%以上时)和放电末期(SOC小于10%)电池的电压和直流内阻都会发生明显的变化,而且不同的电池变化幅度也不一样,这就直接扩大了电芯之间的差异,电压分布更加不均匀了,这种不均匀的现象在电池组初期使用过程中并不十分明显,随着循环次数的增加,差异在扩大,比如说第一个电池的内阻扩大到30mΩ,这样的内阻值并不是比较大的数字,但这个电池的电压就比其他电池多出来0.04V。

在实际的电池组使用过程中单体容量差距对电池组的寿命影响是巨大的,因为电池的荷电状态和内阻有最直接的关系,在充电过程中,其他电芯都充到了90%而某个电芯容量比其他电芯要少一些,这样它的SOC则能够达到95%,我细细考察一下一个单体充放电曲线,看看90%和95%到底相差多大的电压:

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