动力电池组不一致性.pdfVIP

动力电池不一致性的表现形式

考虑引起电池不一致性扩大的原因以及对电池组性能造成影响的方式，通常可以把电池的

不一致性分为：容量不一致、电阻不一致及电压不一致。

（1）容量不一致

容量不一致直接导致电池组的可用容量降低，并且对电池组的健康状况造成不良影。对

于串联电池组来讲，根据“木桶效应”，最大可用容量由电池组中容量最小的电池决定,因此电

池组的可用容量远远低于预期容量。另外，在相同的充放电条件下，由于各自的容量不同，充

放电情况也会不同，容量较低的电池会有过充或过放的现象发生，对其造成不可逆的损坏，因

此容量不一致性还会在循环使用过程中严重影响电池组的健康状况。

（2）电阻不一致

对于电阻不一致分为串联和并联两种情况，其中对于串联电池组，其放电过程中由于串联

特性使得放电电流相同，然而由于内阻的不一致使得分压情况有所不同，内阻较大的分压较大，

相应的由于内部能量消耗而产生的热量也较大，同时使电池内部的温度升高较快，然而内阻会

随着温度的升高而增大，一旦出现散热问题，电池温度将持续升高，会导致电池变形甚至爆炸；

在充电过程中，由于内阻不一致，内阻大的电池电压将会提前到达充电的最高电压极限，为保

证安全不得不停止充电，而其余电池还未充满，相反如果还保持充电状态，那么将会存在安全

隐患。对于并联电池组，在放电过程中，由于并联特性使得各单体的放电电压相同，然而由于

内阻不一致，内阻较大的放电电流较小，内阻较小的放电电流较大，致使电池在不同放电倍率

下工作，由于放电倍率的不同会造成各个单体电池的放电深度也不同，这样会对电池的健康状

况造成不良影；在充电过程中，由于内阻不一致，使得相同的充电电压状态下各个并联支路

的电流不同，所以对于相同的充电时间却得不到相同的充电效果，因此为防止过充现象，需要

对充电过程采取折中的控制办法。

（3）电压不一致

电压不一致主要体现在并联电池组中，由于电池电压有高有底，所以在并回路中将产生电

流，也就是高电压电池放电，低电压电池被充电，因此电压不一致性会使能量无谓的损耗到电

池互充电过程中而达不到预期的对外输出效果。

由于电池单体的电压、容量都非常有限，为能满足车辆的应用的要求，人们用串联、并联

的方式将多个电池单体连接成电池组。电池组有先并联后串联方案，也有先串联后并联的方法。

采用先并后串的方案，并联的电池单体之间相互均衡，一致性较好。但是如果某一节单体出现

短路故障，它将成为其他与其并联电池的负载，与之并联的所有电池的能量将迅速在故障单体

中释放，从而导致更严重后果。采用先串后并方案，如果某节单体出现短路故障，其他单体电

池的能量只能通过并联回路来释放，虽然释放总能量与串联方案相当，但释放速度只有先并后

串的1/n（n为串联电池的个数）。可是，先串后并方案的电池组均衡困难。在同一列电池单体

上加入并联支路，可以在一定程度上起到均衡的作用，但这又带来了另外的问题，即：当某单

体内部短路的时候，与该单体并联的所有单体都被外部短路；当某单体内部断路的时候，与之

并联的单体会出现电流增大。这两种情况下，问题都会从坏单体蔓延到其他单体。解决问题的

方法是将这个坏掉的单体从电池组网络中隔绝开来。

TESLA电动车与其它品牌电动车使用电池的情况

车MODELS雪佛兰沃蓝达

丰田普锐斯比亚迪e6日产聆风

型85KWhVolt

正

极

18650电池钴酸锂锰酸锂三元磷酸铁锂锰酸锂

材

料

电

池

松下

供松下LG化学比亚迪AESC

（三洋被其收购）

应

商

电

池

总85kWh44kWh16kWh60kWh24kWh

容

量

续

航

426km20km62km