串並聯應用的鋰動力電池,具有哪些特性?

鋰動力電池在純電動汽車、電網儲能應用中,將多個鋰動力電池單體串聯以滿足電壓需求(單體串聯,容量不變,電壓疊加),將多個鋰動力電池單體並聯起來(單體並聯,電壓不變,容量疊加)滿足容量需求,大部分的化學電池都可以並聯使用,而鋰離子電池最適合並聯使用。

串並聯應用的鋰動力電池,具有哪些特性?

(1)鋰動力電池單體並聯特性

鋰動力電池單體並聯是指將多個鋰動力電池單體首首相聯、尾尾相聯,即所有鋰動力電池單體的正極相聯接,所有鋰動力電池單體的負極相聯接。鋰動力電池單體並聯的特點是:電壓不變,電池容量相加,內阻減小,可供電時間延長。並聯電壓等於鋰動力電池單體電壓:

U

a=

U

b=

U

c=

U

o

電流等於各鋰動力電池單體電流之和,即並聯可以提高總電流。

I

o=

I

a+

I

b+

I

c

由n節鋰動力電池單體並聯的鋰動力電池模組要達到與鋰動力電池單體相同的充電效率,充電電流應為n個鋰動力電池單體電流之和,在歐姆定律:

I

=

U

/

R

的公式下,這個設計是合理的。但是,並聯後的鋰動力電池模組內阻也會起變化,按照並聯內阻公式,兩個並聯鋰動力電池單體的總內阻等於兩個鋰動力電池單體內阻乘積與其內阻相加之和的比值,並聯電阻會隨著並聯鋰動力電池單體數量的增加而遞減。所以,鋰動力電池單體並聯充電的效率可以在電流小於n個並聯鋰動力電池單體電流之和的基礎上實現。

串並聯應用的鋰動力電池,具有哪些特性?

鋰動力電池並聯的目的是為了增加容量,因此,鋰動力電池並聯充電也與鋰動力電池單體相比具有不同的設計特點,主要體現在充電電流設計與並聯鋰動力電池單體的一致性上。因為,一致性差的並聯鋰動力電池單體會在充電過程中出現充不進電或者過充現象,從而破壞鋰動力電池模組的結構,影響鋰動力電池模組的壽命。因此,在選用並聯鋰動力電池單體時應避免將不同品牌、不同容量和不同新舊程度的鋰動力電池單體混用。對鋰動力電池單體一致性的內在要求是:鋰動力電池單體電壓差≤10mV,內阻差≤5mΩ,容量差≤20mA。

串並聯應用的鋰動力電池,具有哪些特性?

(2)鋰動力電池串聯特性

鋰動力電池串聯是指將鋰動力電池單體的首尾相聯,即第一節鋰動力電池單體的正極接第二節鋰動力電池單體的負極,第二節鋰動力電池單體的正極接第三節鋰動力電池單體的負極依次類推;串聯的鋰動力電池模組的電流處處相等:

I

o=

I

a=

I

b=

I

c

電壓是各個鋰動力電池單體端電壓之和:

U

o=

U

a+

U

b+

U

c

鋰動力電池單體串聯起來使用時的基本要求是:電壓要一致,內阻相差不超過5毫歐,容量相差不超過10毫安,並要保持鋰動力電池單體的連線點的潔淨,每個連線點都存在一定的電阻,如果連線點不乾淨或者增加連線點,內阻會增高,會影響整個鋰動力電池模組的效能。不要混用不同廠家的鋰動力電池,要選擇效能一致性高的鋰動力電池單體。

串並聯應用的鋰動力電池,具有哪些特性?

(3)鋰動力電池串並聯特點

鋰動力電池串並聯具有以下特點:

1)要求鋰動力電池單體具有高度的一致性(容量、內阻、電壓、放電曲線、壽命),不管是軟包裝鋰動力電池單體還是圓柱鋰動力電池單體,都需要多串組合,如果一致性差,將影響鋰動力電池模組容量,一組中容量最低的鋰動力電池單體決定鋰動力電池模組的容量。

2)鋰動力電池模組的迴圈壽命低於鋰動力電池單體的迴圈壽命。

3)在限定的條件下使用(包括充電、放電電流,充電方式,溫度等)。

串並聯應用的鋰動力電池,具有哪些特性?

4)透過串並聯構成鋰動力電池模組後,端電壓及容量有很大提高,必須加以保護,對其進行均衡徹底,並對溫度、電壓及電流進行監測。

5)透過串並聯構成鋰動力電池模組必須達到設計需要的電壓、容量要求。

6)要求鋰動力電池單體散熱良好。由於鋰動力電池單體數量較多,在鋰動力電池箱內部的鋰動力電池單體的溫升不容易散出來,造成各鋰動力電池單體間的溫度不均勻,放電特性不一,長久造成鋰動力電池單體效能下降。

7)生產工藝水平高。鋰動力電池要能承受顛簸路面的振動衝擊,對生產工藝尤其是點焊工藝要求高。焊接完畢後進行測試以防虛焊、脫焊。