锂电池组不一致会带来哪些危害和问题？

锂电池组不一致会带来哪些危害和问题？

锂电池组的一致性是影响其性能和寿命的关键因素。本文将深入探讨锂电池组不一致性的定义、原因及其带来的危害，帮助读者更好地理解这一技术问题。

一致性的定义

一致性锂电池，眼前的，是指一组锂电池重要特性参数的趋同性，是一个相对的概念，没有最一致，只有更一致。同一电池组内的多串电芯，各个参数，最好都在一个较小的范围内，一致性好。

加上时间维度，一致性是指电池组中所有电芯在整个生命周期内所有特性参数的一致性，加上容量衰减的不一致性、内阻增长的不一致性、老化速率的不一致性。整个电池组的寿命是我们关注一致性的最终焦点。

追求一致性的目的不仅是在当前状态下最大限度地发挥电池组的容量（包括最大功率、最大电流、最大可用容量），而且是尽可能长时间地保持这样的容量。

不一致的概念

锂电池参数的不一致主要是指容量、内阻、开路电压的不一致。其中电压是电池组装时的初始电压。内阻是充满电时的交流内阻，容量是电芯充满电时的放电容量。

随着电池在使用过程中不断的充放电循环而积累，导致各个单体电池的状态（SOC、电压等）存在较大差异；。

每个单体电池的锂电池组内的使用环境也不同。这就导致单体电芯的不一致性在使用过程中逐渐放大，在某些情况下会加速某些单体电芯性能的下降，最终引发锂电池组的过早失效。

补充：SOC用于描述电池剩余电量，是电池使用过程中的重要参数之一，SOC估算是判断电池过充、过放的依据。

锂电池的开路电压与电池的电量之间存在明显的单调对应关系，只要获得准确的开路电压，就可以推算出电池的电量。

不一致的原因

锂电池组的不一致性是一个累积的过程，时间越长，单体电池之间的差异就越大；而且锂电池组也会受到使用环境的影响，单体电芯的不一致性会在以后的使用过程中逐渐放大，导致部分单体电芯的性能加速退化，最终导致电池电量不足电池的功能。

锂电池组的不一致主要受时间影响，原因主要包括两个方面：

1、首先，制造过程中存在工艺问题以及材料的不均匀性等问题，使锂电池材料等存在很小的差异；在锂电池组投入使用时，各电池组的电解液密度、温度和通风条件、自放电程度以及充放电过程的差异影响着同批次同类型工厂的情况电池容量和内阻可能不同。

2、在装入使用时，锂电池组中各个电池的电解液密度、温度和通风条件、自放电程度以及充放电过程等的差异所产生的影响。

一致性评价范围

个人理解，所有电池作为电量的一致性，无论串联还是并联关系。给出了简单的例子。

并联

将放电能力较低的电池（代码B）与其他正常电池并联，成为并联模块D。例如，这是10个电池并联的模块。为了给系统放电，每个并联模块需要提供相同的电流，例如100A。对于其他普通并联模块，每个电池放电10A； B最大只能放电1A电流，所以其他9节电池需要放电11A。一般来说，长时间超载，这些电池的老化速度会比其他并联模块更快。有一天，该并联组件的整体最大放电容量无法达到设计最大容量。这个并联模块成为整个电池组放电能力的瓶颈。

串联

从一般情况来看，串联关系主要是模块与模块之间。延续之前并联情况的戏剧性，整个电池组中出现了比其他所有电池组老化更深的电池组D，D容量小，内阻大。从SOC与开路电压的曲线来看，相同的SOC对应于D端电压较高的开路电压。整个电池组充电完毕，D最先达到充电截止电压，电池组停止充电。其他模块还没吃饱，他就得把肚子撑破了，因为老了，肚子变小了。

因此，单体一致性，并不是某个模块内部焊接在一起的，而是所有动力电池的要求。

不一致的锂电池组会带来哪些危害和问题？

一致性差可能会导致充放电时各电芯实时电压分布不均匀，导致过压充电或欠压放电，从而引发安全问题。

具体如下：

容量损失，锂电池组单个电芯的容量符合“木桶原理”，最差电芯的容量决定了整个电池组的容量。

②寿命损耗，小容量的电芯，每次都充满充满放电，电量过多，很可能首先达到寿命的焦点。电芯的寿命已经结束，一组焊接在一起的电芯，也跟着寿命结束。

③内阻增大，不同的内阻，流过相同的电流，内阻的铁芯发热比较大。电池温度过高，导致加速劣化，内阻会进一步增大。内阻与温度上升，形成一对负反馈，使内阻过高的电池加速劣化。

锂电池在使用过程中有保护电路系统，保证安全。锂电池的一致性在使用过程中直观的表现就是电压差（电压差）的一致性，而保护系统的检测是基于电压监测。其中一个单体电池电压达到保护条件时会切断电池电路，而不关心另一单体电池是否充满或放电。经过连续的充放电工作后，这种差异会越来越大，直至电池组失去使用价值。如果再加上单独的保护系统故障或故障，可能会出现安全问题。