淺析新能源汽車動力電池不一致性

修玲玲

（遼寧省交通高等專科學校，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,可以實現的續駛里程就越長[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和串聯的方式組成的，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BMS 會檢測單體電池的充電狀態，只要電池包中的一個單體電池達到充電上限，系統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到放電下限，整個電池包也不再繼續放電，而此時其他單體電池的電量也沒有充分利用，周而復始，動力電池包的性能受到限制，整車的續航里程也會縮短很多。

二、引起動力電池不一致性的原因

（一）制造原因導致的不一致性

動力電池單體是由正極板、負極板、隔膜和電解液組成，不同類型的動力電池，正極板和負極板上的物質是不一樣的，比如磷酸鐵鋰電池，正極板的物質是磷酸鐵鋰離子化合物，負極板的物質是石墨化磷。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）儲存原因導致的不一致性

動力電池生產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，由于儲存環境溫度的影響，加之單體電池生產出來就有差別，每個單體電池自放電率也會不同，從而導致單體電池的不一致性比制造出來還會加劇一些。

（三）使用原因導致的不一致性

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，動力電池箱體內部的溫度是不一致的。盡管動力電池內箱體有通風措施，而且電池管理系統BMS 也會實時檢測電池的溫度，但做不到動力電池箱體內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反應的速率不同，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，應該嚴格按照充電說明，把控充電時間，如果對動力電池過度充電，會導致單體電池正、副極板的活性物質發生化學反應、甚至結構發生改變，單體電池的化學反應的強度不同，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對措施

目前，動力電池生產廠家對電池不一致性的應對措施主要有兩種，一種是根據電池的某個參數或多個參數（電壓、荷電狀態SOC 等）對電池進行分類選擇，將參數相近的單體電池進行組裝，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BMS 中，用于在新能源汽車充放電過程中對動力電池進行均衡管理。均衡管理電路模塊可以做到當新能源汽車在使用中、動力電池放電時，當某一個單體電池達到放電下限時，均衡電路開啟，使組內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繼續放電，不一致性得到改善。均衡技術有多種均衡策略，均衡技術被認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，筆者認為還可以從以下幾方面入手：

（一）提升制造技術和檢測技術

為了減小動力電池的不一致性，一定要提高動力電池生產的各個環節的技術，同時提升動力電池生產各個環節的檢測技術，在各個環節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部各個位置的溫度應盡量一致，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）開發應用電池修復系統

已經面臨更換的新能源汽車的動力電池包，可能電池包內部的大部分單體電池并沒有達到使用壽命，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，而且也不環保，所以業界可以研究開發電池修復裝置，將這樣的電池包進行修復，以延長電池包的能量利用率。

五、結束語

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駛里程。減小動力電池的不一致性是提升新能源汽車續駛里程的一個很重要的方面，有利于新能源汽車的發展和普及。