动力电池系统一致性控制.ppt

湖北德普电气股份有限公司 动力电池系统一致性控制 解决方案探索 湖北德普电气股份有限公司 2014年8月 北京 动力锂电池组不一致性问题 动力锂电池PACK不一致性解决方案 通过空间三层次和时间两阶段来保障动力电池系统 在整个产品生命周期里满足动力电池系统寿命要求。 1、电芯生产过程一致性控制 2、电芯分容配组一致性控制 3、关键节点参数控制 电芯，模组，PACK三大部分的容量测评； 电芯，模组，PACK三大部分的直流内阻测评； 电芯，模组，PACK三大部分的温度分布测评； 4、动力电池（PACK）系统使用过程一致性保障措施 单只电芯均衡充电策略； PACK系统温度监控策略； 电芯层：是电池PACK系统的基础 电芯容量一般为：25AH，50AH，100AH等；根据需求串并联； 电芯生产过程的常规控制策略包括：人机料法环； 电芯一致性测评重点为：直流内阻测评和电芯温度分布测评； 电芯容量、温度、交流内阻是常规电芯分容配组的重要指标； 电芯温度分布曲线及电芯直流内阻是电芯一致性保障的的重要 指标； 空间三层次保障PACK一致性 空间三层次保障PACK一致性 模块层：在电芯与系统PACK之间起到承上启下的作用 电池模块的一致性设计及测评重点： 电芯直流内阻一致性 电芯温度分布特性 电芯极耳温度 连接触点及母排热分布特性 模组效率损耗 电池模块的一致性测评（电芯数量：3-30节电芯串联） （案例：电动大巴电池PACK，电芯容量300AH，电芯节数180串） 设备：120V/400A电池综合测试平台； 热成像仪多点位 2部（固定摄像头）；多点位 1部（便携式）； 测试：直流内阻测试评价，25度环境，SOC10%，SOC50%，SOC80%。 PACK系统层：满足整车系统的要求 动力电池系统一致性设计及测评重点： 模组直流内阻一致性； 模组温度分布特性； 模组之间连接触点的热分布； 模组效率损耗； 电池PACK系统测评； 设备需求：750V/400A电池综合测试平台 1台； 多点位热成像仪2部（固定式摄像头）； 测 试：直流内阻测试及系统热分布状况，测试环境25度， 电池容量SOC10%，SOC50%，SOC80%。 空间三层次保障PACK一致性 1）电芯生产过程一致性解决方案： 电芯生产过程的人机料法环控制； 2）电池组分容配组一致性解决方案 目前分容配组工艺： 内阻测试：对电芯内阻的测试采用的是交流内阻法； 容量测试：采用单只充放电设备； 空间三层次保障PACK一致性 各设备间的电流差异（误差）导致各单体电池分容时的电流不一致，引起容量不一致，并且单体分容设备充电效率低，放电能量消耗，能量浪费严重，引起的温升也不有利于一致性的分选与配组。 单体电池的电流I1、I2…In存在离散性，导致定容出现误差。而容量不一致导致测量的内阻出现不一致。 传统分容配组设备 空间三层次保障PACK一致性 采用先进分容配组工艺 温度监控：确保电芯在同温下进行内阻及容量选配； 容量测试：采用多单充电池串联分容设备； 内阻测试：对电芯内阻的测试采用串联直流内阻法； 流过各单体电池的电流完全一致，有效保证容量的准确性及内阻测试的准确性。 时间两阶段保障PACK一致性 锂电池串联分容的工艺流程 锂电池串联分容的策略 在温度、容量得到定标的前提下，进行内阻匹配，分选策略科学、可靠，保障电池组真正意义上的一致性配组。 锂电池串联分容与配组创新性 电流一致性好，可保障容量测试准确性 容量准确性好，可保障分容的准确性 分容的准确性好，可保障直流内阻测试的准确性（同一SOC状态） 在同一温度测点，容量准确，内阻准确，可保障分选配组准确(容量、 内阻、温度均为分组条件) 充电效率高,具有能量回馈功能 对于年产1亿Ah的锂电池生产线，实现能量回馈，可以节约电约为3.2*（3~5）=10亿wh。 此外，能量回馈有利于车间的恒温效益，对于电池容量及内阻测试是有利的。 使用中：单只电芯均衡充电 ■BMS系统自带均衡功能； 利用BMS系统自带均衡功能，具有两种模式： 主动均衡模式；以充电方式均衡； 被动均衡模式：以放电方式均衡； 两种方式各有特色，依据不同的使用工况及成本做不同选择。