鉅大LARGE | 點擊量：869次 | 2022年03月25日
三元鋰離子電池大有可為
本文基于多年來對三元電池成組技術的研究結果，文中所述電池特指三元類電池。
1.三元電池的商業(yè)前景
回顧電池發(fā)展的歷史，鉛酸電池商業(yè)化時間超過100年以上，三元鋰電池也有30年的應用經驗，就電池技術而言，三元鋰電池的技術（包括：標準化、單體能量密度和安全性）發(fā)展已經得到極大的提升，這為三元鋰電池的廣泛應用提供了無限的可能。
毫無疑問，在全球減少碳排放的大趨勢下，鋰電池已經由小容量的消費電子產品領域，逐步向中等容量的電動自行車、小型儲能產品擴展，并向大容量的電動汽車、家庭儲能進軍。
隨著三元鋰電池能量密度以及安全性不斷提升，在相當長的一定時期內，三元電池產品的優(yōu)勢將不斷凸顯，并得到更廣泛的商業(yè)應用，如何開發(fā)出具有商業(yè)價值的大容量三元電池系統(tǒng)是這些應用的前提。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
談主動均衡技術三元鋰電池大有可為
2.現(xiàn)階段電池成組技術無法解決的問題
電池系統(tǒng)通常指由系統(tǒng)進行管理的電池包，可以簡單地分為三部分：電池及連接構件、電池包內外結構部分和電池管理系統(tǒng)部分(簡稱BMS）。
首先，我們分析一下電池的基本特性。
電池是屬于電化學產品，所以每個電池的化學反應的程度是不同的。比如：在充電和放電過程中，每個電池充入的電能和釋放的電能都是不相等的，隨著反應次數(shù)和強度的增加，表現(xiàn)為電池本身的電性能產生較大的差異，也就是電池的一致性變差。
在電池系統(tǒng)的應用中，通常由多個電芯通過并聯(lián)和串聯(lián)方式組成一個大的電池包，比如：電動汽車電池包可能由超過100級電池串聯(lián)成組，任何一級電池的一致性的劣化將嚴重影響電池組的整體性能，也就是通常所說的“木桶的短板效應”，電性能最差的一級電池決定了電池包的整體性能。
3.了解我國新能源車主使用感受
在各個新能源車主的論壇之中，偉大的車主們做了全面的總結，“槽點”主要表現(xiàn)為：續(xù)航里程不足（明顯虛標）、續(xù)航里程持續(xù)減少、充電量不足、充電跳電、SOC突然衰減等等。
顯然，這些都是車主無法忍受的缺點，這些吐槽都指向一個原因，那就是電池的一致性變差。
非常不幸，全球電動汽車廠商還沒有找到有效控制一致性的方法，雖然特斯拉選用一致性最好的松下電池，但是續(xù)航里程衰減的問題還是無法解決，他們可以做到續(xù)航里程的衰減不會明顯影響到用戶的感受，而我們國內新能源汽車廠商并不關注用戶的感受。
4.電池成組的核心技術—主動均衡技術
現(xiàn)有的BMS技術只能實現(xiàn)最基本的功能，包括：電池物理參數(shù)實時監(jiān)測；電池狀態(tài)估計；在線診斷與預警；充、放電與預充控制、被動均衡管理等。我們看到，沒有任何機制控制電池一致性的失控，特別是在放電過程中。
在控制一致性的方法中，被動均衡因為均衡電流太?。ㄍǔ閹装俸涟擦考墸?，均衡效果不明顯，而且通過電阻釋放電能會導致消耗的熱量難以排放，又會導致電池包的內部溫升。
由于被動均衡的局限性，各國嘗試研究不同方法的主動均衡技術，包括：電容、電感（變壓器）、DC/DC等方案，但是，由于均衡電流過小（幾安量級）、系統(tǒng)設計復雜、器件性能不穩(wěn)定和生產成本等因素，產品化進程困難重重。
在電池的發(fā)展史上，主動均衡技術一直是各國研究的重點，但是一直沒有產生重大技術突破，甚至人們普遍認為主動均衡技術只能局限在實驗室。
理想的主動均衡技術應該具有以下的技術特點：
（1）均衡電流應足夠大（40KWH電池包的均衡電流應達到20安以上）以控制電池一致性變差
（2）在充電和放電過程中實現(xiàn)均衡管理
（3）低成本的載能器件和控制系統(tǒng)
5.結語
主動均衡技術的原理非常清楚，技術的難點是如何實現(xiàn)電能在電池之間進行轉移，特別在超過100級串聯(lián)的電池包里進行電能轉移是難以想象的，現(xiàn)有的載能器件（比如：電容、電感、DC/DC方案）因為體積、連接、控制等因素，無法實現(xiàn)主動均衡技術的產品化。
就理想的主動均衡技術而言，實現(xiàn)能量轉移的控制方法是主動均衡技術的關鍵，或者說，主動均衡技術是控制系統(tǒng)領域的問題。
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