电动汽车锂离子电池组不一致性分析

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科技创新导报２００９ＮＯ．２５

工程技术

电动汽车锂离子电池组不一致性分析

初超齐铂金杜晓伟

（北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京１００１９１）

工程技术

计算其平均电压Ｅ；以２０号单体电池为例，如图３所示为２０号单体电池电压和平均电压Ｅ随时间变化的曲线图。如图４所示。为放电中止时锂电池组各单体电压数据图。

如图３所示，２０号单体在整个充电过程中都比平均电压低，也最先达到截止电压（本试验中规定为３Ｖ）。而在２０号单体达到截止电压时，如图４所示单体平均电压Ｅ仅为接近３．１０Ｖ，若按电池组平均电压显示，电池组还能继续放电，而实际上该电池组已经不允许再放电，影响锂电池组的放电性能，影响锂电池组的放电性能。同时１２号、２７号、３２号单体电压偏高，并且偏离Ｅ的程度相对较大。

２００９ＮＯ．２５

科技创新导报

数目Ｎ为奇数时，ｎ＝（Ｎ＋１）／２），计数次数为ｎ，是采集ｎ次锂电池组所有单体电压。以本试验为例即要采集４０次锂电池组电压，可以分别判别８０只单体的离散程度，求和可作为锂电池组的整体离散度；i—第i次计数；Emaxi—第i次计数中单体电池电压的极大值，在该次计数中不包括在第一次至第i1次计数中所使用的单体电池电压的极大值；Emaxi—第i次计数中单体电池电压的微小值，在该次计数中不包括在第一次至第i1次计数中所使用的单体电池电压的微小值；Ei—代表第ｉ次计数电池组平均电压。锂电池组的整体离散度反映的是整组电池的不一致性。

电池组整体一致性较差，有大量的单体出现不一致性问题，锂电池组不能继续使用，需要改善整个锂电池组的性能。

３结论

通过对８０支锰酸锂电池组在常温下进行１Ｃ、２Ｃ、３Ｃ、４Ｃ充放电试验，试验数据显示所研究的锂电池组的不一致性比较明显。通过对数据分析，提出由锂电池组整体离散度和单体离散度共同描述锂电池组的不一致性的方案。锂电池组的整体离散度反映的是锂电池组整体的不一致性。单体离散度反映的是在锂电池组中个别单体电池电压与电池平均电压的不一致性。此方案能够较好地判断锂电池组的不一致性，提高了锂电池的使用性能。

２不一致性判断条件

基于上述试验分析，试验中锂电池组在充放电过程中不一致性现象比较明显，影响电池的充放电性能。判断锂电池组的不一致性，既要考虑电池组中单体电池的不一致性，也要考虑锂电池组整体的不一

［４］

致性。因此，本文建立由整体离散度和单体离散度共同描述锂电池组的不一致性的联合模型。式（１）描述的是锂电池组的整体离散度；式（２）描述的是单体电池离散度。

εj=

(EjE)

ε=∑(EmaxiEi+EminiEi/nEi（１）

i=1

n

式（１）中，ε—电池组整体离散度；ｎ—计数次数（当串联电池组单体电池数目Ｎ为偶数时，ｎ＝Ｎ／２；当串联电池组单体电池

式（２）中εj—单体电池离散度；Ej—代表第ｊ节电池端电压；Ｅ—平均电压。单体电池离散度描述的是在锂电池组中个别单体电池电压与电池平均电压的不一致态势。

分析上述充放电试验图数据曲线，单体电池电压偏离平均电压最大约０．１Ｖ；平均电压Ｅ大致为３～４Ｖ。根据上述锂电池组的离散度模型分析，将数据代入式（２），计算出该锂电池组单体电池离散度标准为２．５％～３．３％。上述２Ｃ充电试验过程中，７号单体的单体离散度在充电过程中在离散度标准范围中，判断其为不一致。对整体离散度计算，