動力電池PACK中電聯(lián)接微觀阻抗的解析與預(yù)防

李濱

摘 要：隨著電池技術(shù)的不斷發(fā)展，動力電池的廣泛應(yīng)用，更加強調(diào)動力電池PACK的安全穩(wěn)定性。本文立足對動力電池PACK中電聯(lián)接微觀阻抗的解析，探討了電聯(lián)接微觀阻抗的形成及表現(xiàn)形式，并在此基礎(chǔ)之上具體闡述了動力電池PACK中電聯(lián)接微觀阻抗的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：動力電池; PACK; 電聯(lián)接; 微觀阻抗; 預(yù)防

中圖分類號：TN713 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ?文章編號：1006-3315（2019）01-196-001

隨著電動汽車的不斷發(fā)展，動力電池的廣泛應(yīng)用，強調(diào)動力電池Pack電聯(lián)的安全性，以確保動力電池的穩(wěn)定運行。在動力電池PACK中電聯(lián)接微觀阻抗的形成，會對電池的運行造成影響，不利于電池運行的安全保障。為此，強化對PACK中電聯(lián)接微觀阻抗的分析，是提出預(yù)防措施的重要基礎(chǔ)。本文立足對動力電池PACK中電聯(lián)接微觀阻抗的研究，就如何實現(xiàn)科學(xué)有效預(yù)防，做了如下具體闡述。

1.動力電池PACK中電聯(lián)接微觀阻抗的解析

在動力電池PACK中，電聯(lián)接微觀阻抗的產(chǎn)生，會對電池的運行形成一定影響，對電池的壽命等造成危害。從電鏈接微觀阻抗的測試來看，根據(jù)感抗的關(guān)系式，可以知道，動力電池內(nèi)部的感應(yīng)電流并不是形成感抗的作用機制，其大小基本保持不變。如圖1所示，是基于SOC狀態(tài)下動力電池PACK中的阻抗變化情況。由圖顯示，在放電的狀態(tài)之下，歐姆阻抗的變化比較小，但在一定狀況之下，要大于放電狀態(tài)下的歐姆阻抗值。質(zhì)子在電解質(zhì)和電極中傳遞，介質(zhì)電阻的形成會對增加能量損失，影響電池的運行效率。

此外，在充電狀態(tài)之下，隨著電化學(xué)極化電阻的變化，其具體表現(xiàn)為：隨著SOC的增大，電阻值出現(xiàn)減小，并在放電不斷進(jìn)行的狀態(tài)之下，電化學(xué)極化電阻數(shù)值也會持續(xù)增大。因此，在動力電池PACK中電聯(lián)接微觀阻抗的形成，會影響到動力電池的運行。并且隨著動力電池放電的不斷進(jìn)行，電池電介質(zhì)中的活性物質(zhì)處于大量消耗的狀態(tài)，鋰離子在脫離嵌入的過程中，所受到的阻力逐漸增加，造成了大量能力的消耗，降低了動力電磁的運行效能。如圖2所示，是充電狀態(tài)電化學(xué)電容的變化情況圖。從中可以知道，電池在持續(xù)性的充電狀態(tài)之下，會出現(xiàn)活性物質(zhì)的高消耗狀態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致容量大幅度增加，擴散性阻抗的形成，會在電池濃差極化中體現(xiàn)，對于電池充電形成影響。

2.動力電池PACK中電聯(lián)接微觀阻抗的預(yù)防措施

第一，在動力電池PACK中，應(yīng)實現(xiàn)對可接觸到金屬部件的等電位連接，實現(xiàn)切實有效的防護(hù)。通過螺栓連接、壓接等方式，可以實現(xiàn)對阻抗的有效防范，提高電聯(lián)接的穩(wěn)定性。（1）在焊接中，選擇合理的焊接方式，確保焊接部位的穩(wěn)定性;（2）在壓接中，接觸面應(yīng)避免涂層等處理，否則會形成較大的接觸阻抗，影響動力電池PACK中電聯(lián)接的有效性;（3）電位連接、電氣隔離等的實現(xiàn)中，要確保扭矩等的規(guī)格，要符合實際要求，這是預(yù)防構(gòu)建的關(guān)鍵。

第二，做好導(dǎo)體連接，避免高壓電流流經(jīng)接觸面時，出現(xiàn)較大阻抗，影響動力電池PACK的電聯(lián)接效率。一是要有效控制電位連接導(dǎo)體截面積，并且合理優(yōu)化布局，降低連接面的阻抗生成;二是在對連接點的處理中，需避免電聯(lián)接中不同材料之間產(chǎn)生電位差，導(dǎo)致腐蝕問題的發(fā)生，影響電池運行效率;三是要實現(xiàn)絕緣墊連接的合理布局。以電動汽車的動力電池為例，BMS的絕緣監(jiān)測子系統(tǒng)一端連接在高壓上（高壓正或高壓負(fù)），另一端連接在12V地（即車身底盤），這是降低風(fēng)險與阻抗的有效措施。

再次，在動力電池PACK的電聯(lián)接阻抗的預(yù)防中，是為了更好地提高運行效率，避免過多能耗的消耗。通過等電位連接的實施，能夠提高電池運行的穩(wěn)定性，即使出現(xiàn)故障也不會因為裸露金屬部件而形成安全事故，在很大程度上提高了安全穩(wěn)定性，也有效預(yù)防了阻抗的形成。

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