淺析新能源汽車動力電池不一致性

修玲玲

（遼寧省交通高等?？茖W(xué)校，遼寧 沈陽 110122）

近年來，新能源汽車的市場保有量逐年上升，而動力電池的容量和性能是車主購買新能源汽車考慮的關(guān)鍵，因為同樣體積和重量情況下,動力電池包容量越大,可以實現(xiàn)的續(xù)駛里程就越長[1]，但由于單體電池的不一致性，往往動力電池包的容量會受到很大限制。

一、新能源汽車動力電池的不一致性

動力電池包是由多塊單體電池通過并聯(lián)和串聯(lián)的方式組成的，各個單體電池的性能存在不一致性，于是在新能源汽車充電過程中，電池管理系統(tǒng)BMS 會檢測單體電池的充電狀態(tài)，只要電池包中的一個單體電池達(dá)到充電上限，系統(tǒng)會自動切斷對車輛的充電，而在此時，其他電池單體的電量并沒有充滿，整個電池包的電量取決于這個最快達(dá)到充電上限的單體電池。在放電過程中，只要一塊單體電池達(dá)到放電下限，整個電池包也不再繼續(xù)放電，而此時其他單體電池的電量也沒有充分利用，周而復(fù)始，動力電池包的性能受到限制，整車的續(xù)航里程也會縮短很多。

二、引起動力電池不一致性的原因

（一）制造原因?qū)е碌牟灰恢滦?/h3>

動力電池單體是由正極板、負(fù)極板、隔膜和電解液組成，不同類型的動力電池，正極板和負(fù)極板上的物質(zhì)是不一樣的，比如磷酸鐵鋰電池，正極板的物質(zhì)是磷酸鐵鋰離子化合物，負(fù)極板的物質(zhì)是石墨化磷。所以在單體電池的制造過程中，由于材料不同、制造時間不同、制造溫度不同和制造工藝不同等，單體電池的性能一定是不同的。

（二）儲存原因?qū)е碌牟灰恢滦?/h3>

動力電池生產(chǎn)出來不都會立即裝車使用，可能需要儲存，儲存的動力電池各單體電池會有自放電的情況，由于儲存環(huán)境溫度的影響，加之單體電池生產(chǎn)出來就有差別，每個單體電池自放電率也會不同，從而導(dǎo)致單體電池的不一致性比制造出來還會加劇一些。

（三）使用原因?qū)е碌牟灰恢滦?/h3>

工作溫度對動力電池的使用性能有很大的影響，新能源汽車在工作過程中，動力電池箱體內(nèi)部的溫度是不一致的。盡管動力電池內(nèi)箱體有通風(fēng)措施，而且電池管理系統(tǒng)BMS 也會實時檢測電池的溫度，但做不到動力電池箱體內(nèi)的各個位置溫度一致，所以保證不了每個單體電池的工作溫度一致，所以單體電池的化學(xué)反應(yīng)的速率不同，更加加劇了各個單體電池性能的不一致性。

充電習(xí)慣會對動力電池的使用性能有很大的影響。新能源汽車的充電，應(yīng)該嚴(yán)格按照充電說明，把控充電時間，如果對動力電池過度充電，會導(dǎo)致單體電池正、副極板的活性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、甚至結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，單體電池的化學(xué)反應(yīng)的強度不同，對性能的影響也是不確定的，也就更加加大了單體電池之間的不一致性。

三、目前動力電池不一致性的應(yīng)對措施

目前，動力電池生產(chǎn)廠家對電池不一致性的應(yīng)對措施主要有兩種，一種是根據(jù)電池的某個參數(shù)或多個參數(shù)（電壓、荷電狀態(tài)SOC 等）對電池進(jìn)行分類選擇，將參數(shù)相近的單體電池進(jìn)行組裝，形成電池組或電池包，這樣可以保證同一個新能源汽車所用的電池包的單體電池的性能比較統(tǒng)一，所存在的不一致性盡量最小。

另外一種方法是在新能源汽車上配有均衡管理電路，一般均衡管理電路模塊組裝在電池管理系統(tǒng)BMS 中，用于在新能源汽車充放電過程中對動力電池進(jìn)行均衡管理。均衡管理電路模塊可以做到當(dāng)新能源汽車在使用中、動力電池放電時，當(dāng)某一個單體電池達(dá)到放電下限時，均衡電路開啟，使組內(nèi)能量最高的單體電池向此單體電池充電，這樣可使得新能源汽車?yán)^續(xù)放電，不一致性得到改善。均衡技術(shù)有多種均衡策略，均衡技術(shù)被認(rèn)為是目前解決動力電池不一致性的有效措施。[2]

四、減小動力電池不一致性的對策建議

為了減小動力電池的不一致性，筆者認(rèn)為還可以從以下幾方面入手：

（一）提升制造技術(shù)和檢測技術(shù)

為了減小動力電池的不一致性，一定要提高動力電池生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)的技術(shù)，同時提升動力電池生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)的檢測技術(shù)，在各個環(huán)節(jié)就將不合格的剔除掉，從源頭上減小不一致性。

（二）提升新能源汽車動力電池箱體內(nèi)部的溫度控制

溫度對動力電池性能的影響非常大，新能源汽車動力電池箱體內(nèi)部各個位置的溫度應(yīng)盡量一致，這樣保證動力電池單體在基本相同的溫度下工作，可以減小動力電池的不一致性。

（三）開發(fā)應(yīng)用電池修復(fù)系統(tǒng)

已經(jīng)面臨更換的新能源汽車的動力電池包，可能電池包內(nèi)部的大部分單體電池并沒有達(dá)到使用壽命，甚至還有很大的能量釋放率，如果將其更換，會增加新能源車主的成本，而且也不環(huán)保，所以業(yè)界可以研究開發(fā)電池修復(fù)裝置，將這樣的電池包進(jìn)行修復(fù)，以延長電池包的能量利用率。

五、結(jié)束語

動力電池的不一致性影響了動力電池的能量輸出、縮短了新能源汽車的續(xù)駛里程。減小動力電池的不一致性是提升新能源汽車?yán)m(xù)駛里程的一個很重要的方面，有利于新能源汽車的發(fā)展和普及。