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磷酸铁锂电池组电芯压差变大的原因及解决方法

2024-04-15 11:06:08 来源:锂程碑
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简介:动态压差是指电池组在充放电过程中产生的内阻变化,而静态压差则是电池组在放电后的自放电现象导致的压力差异。这两种压差都可能会导致电池性能下降、寿命缩短和安全风险增加。锂离子电池广泛应用于电动汽车、储能系统和移动设备等领域,因其高能量密度和较长循环寿命而备受青睐。然而,电池组压差变大会直接影响电池的性能和寿命,从而限制了其应用领域的扩展。因此,解决这个问题对于推动可持续发展和清洁能源转型至关重要。
动态压差是指电池组在充放电过程中产生的内阻变化,而静态压差则是电池组在放电后的自放电现象导致的压力差异。这两种压差都可能会导致电池性能下降、寿命缩短和安全风险增加。离子电池广泛应用于电动汽车、储能系统和移动设备等领域,因其高能量密度和较长循环寿命而备受青睐。然而,电池组压差变大会直接影响电池的性能和寿命,从而限制了其应用领域的扩展。因此,解决这个问题对于推动可持续发展和清洁能源转型至关重要。

锂离子动力电池电池组在循环过程中压差变大(动态压差和静态压差),主要有五个原因:

1.电芯容量衰减率不一致,导致容量一致性降低;

2.直流内阻增长不一致,导致内阻一致性降低;

3.温差大,导致表征内阻一致性差(一般来说,温度越高,直流内阻越低);

4.连接点异常(松动);

5.正常衰减;

基于上述四个原因,建议对电池组进行以下几个操作:

1.分析一下数据,看静态电压、动态电压最高和最低点是否有规律;

2.内阻测试,充放电温度评估;看是否有内阻异常,局部过热等情况;

如果能够发现某一支或某几支电芯异常,那就可以根据这个情况评估,是正常衰减还是异常衰减,异常衰减的是修复后继续使用,还是报废。

比如确实有一支电芯的内阻已经容量变得非常低,或者内阻非常大,或者连接点松动了,那就得想办法替换或修复,实在不行,就只能报废了。

如果是正常衰减,没有单支或某几支明显异常的情况,那就需要进行维护了,维护方法有以下两步:

1.均衡,将各个电芯间的静态电压调整成一致;

2.优化充放电工况:

下图为LFP电芯的典型充放电曲线图和静态电压图,可以发现不管是动态电压还是静态电压,都有一个明显的平台区,在10%-90%之间比较平缓,在这个区域的压差一般也不会出现比较大的情况。

LFP电芯的典型充放电曲线图

LFP电芯的静态电压图

静态ocv曲线


这样在均衡后就可以采用以下两种方式对充放电制度进行优化:

(1)降低充电截止电压,提高放电截止电压,这样可以把电压控制在平台区,能够起到缩小压差的作用,但也会降低电池组充放电容量。

(2)阶梯充放电,并减小末端充;/放电电流,一般来说 LFP电芯的充电末端和放电末端的压差是最大的,降低末端的电流,能减小DCR一致性对压差的影响。

总之,磷酸铁锂电池组电芯压差变大是一个常见的问题,但我们可以通过加强电池组的均衡性、管理和维护以及温度控制来解决这个问题。只有保持电池组的稳定运行,才能发挥磷酸铁锂电池的优势,提高其使用寿命和性能。
         
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