鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：534次 | 2023年12月05日
鋰電池均衡的幾點(diǎn)看法
1、電池容量誤差是絕對(duì)的，隨著電池的使用，這種誤差在擴(kuò)大。出廠(chǎng)配組也僅僅可以延遲電池明顯誤差的時(shí)間，最終還是要出現(xiàn)嚴(yán)重的容量誤差的。
所以，誤差是絕對(duì)的，做電池保護(hù)系統(tǒng)和均衡系統(tǒng)的目的也僅僅是緩解這種誤差和防止誤差帶來(lái)的危險(xiǎn)而已。容量均衡是不可能的，不應(yīng)該作為均衡的目標(biāo)來(lái)追求。
2、目前有容量補(bǔ)償?shù)姆椒?，就是把容量高的電池取出一些電量?lái)補(bǔ)償容量低的電池的消耗。這個(gè)方法理論上沒(méi)有問(wèn)題，實(shí)際做起來(lái)非常麻煩，特別是效率難以作高。
3、充電電壓均衡是必要的，否則電池在充電后期會(huì)出現(xiàn)部分電池欠充電。部分電池過(guò)充電，欠充電影響電池的壽命，過(guò)充電會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)危險(xiǎn)。
4、做放電均衡不如做欠壓保護(hù)好，做到任意一個(gè)單體電池發(fā)生欠壓都進(jìn)行斷電保護(hù)，防止出現(xiàn)過(guò)放電引起的危險(xiǎn)。
鋰離子電池的容量損失是一個(gè)極其復(fù)雜的過(guò)程，涉及非常多的因素。這里沒(méi)有篇幅解釋每個(gè)因素具體是通過(guò)什么機(jī)制出現(xiàn)影響的，但是簡(jiǎn)單列舉一下這些因素。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
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%
鋰離子電池的容量損失重要可以分成兩塊：隨時(shí)間發(fā)生的容量損耗（calendaraging）（把鋰離子電池?cái)R著不用，時(shí)間長(zhǎng)了容量也會(huì)降低）與使用所帶來(lái)的容量損耗（cycleaging）。
有關(guān)前者，涉及因素重要有：
充電狀態(tài)（StateofCharge）。這個(gè)是指電量處于總?cè)萘慷嗌俚牡胤健１热缯f(shuō)，是40%或者60%；
溫度（Temperature）；
存放時(shí)間（time）。
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱(chēng)電壓：28.8V
標(biāo)稱(chēng)容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
每次的充放深度（DepthofDischarge）。比方說(shuō)，你是每次從0%充到100%，再放到0%再充電，還是用到20%電量提示就開(kāi)始充電，而且充到80%就拔下插頭，這是不相同的；
充電狀態(tài)（StateofCharge），也就是通常所說(shuō)的電量。關(guān)于同樣的DoD，平均SoC可以不同。比如說(shuō)，在保持電量在40%~100%之間循環(huán)，和保持在20%~80%之間，雖然充放深度相同，由于充電狀態(tài)不相同，對(duì)電池的影響是不相同的；
充電倍率（rateofCharge）。假如說(shuō)充電電流能在1小時(shí)內(nèi)把電池充滿(mǎn)，我們就說(shuō)充電倍率平均是1C；假如說(shuō)充電電流在2小時(shí)內(nèi)把電池充滿(mǎn)，我們就說(shuō)充電倍率平均是0.5C；等等；
溫度（Temperature）；
循環(huán)數(shù)量（Numberofcycles）。顯然，循環(huán)兩百個(gè)周期比一百個(gè)周期的損耗更大……
此外，還有一些我們幾乎不可控的因素。比如說(shuō)處于剛開(kāi)始使用的階段的鋰離子電池，會(huì)經(jīng)歷一個(gè)固體電解質(zhì)相界面膜（SEIfilm）的形成過(guò)程。這個(gè)過(guò)程會(huì)消耗一定量的鋰離子。只要要使用電池，這個(gè)過(guò)程就繞不過(guò)去，所以我們就不必過(guò)度考慮它了。
Calendaraging與cycleaging是基本獨(dú)立的，因此，假如可以讓設(shè)備直接使用外接電源而不使鋰離子電池參與充放電，那么就可以免除cycleaging，對(duì)鋰離子電池的壽命是有益的。不過(guò)，具體應(yīng)該停留在什么SoC呢？這就是下面要討論的：有關(guān)各個(gè)因素關(guān)于鋰離子電池壽命損耗的影響的定性規(guī)律。
(1)充電狀態(tài)（StateofCharge）
研究表明，SoC更低時(shí)，無(wú)論是calendaraging還是cycleaging都會(huì)得到延緩。因此，假如我們想要盡量減少鋰離子電池的壽命衰減，就應(yīng)當(dāng)保持它的電量較低。比如說(shuō)，假如想讓設(shè)備直接使用外接電源而不使鋰離子電池參與充放電，那么將電量保持在40%會(huì)比保持在60%更好。
那么，只要使用要允許，是否電量越低越好呢？這要看你是讓鋰離子電池不參與充放電，比如說(shuō)擱置存放或者只使用外接電源（此時(shí)只有calendaraging），還是要讓它參與充放電（此時(shí)cycleaging占主導(dǎo)）。
在前者情況下，電量確實(shí)是越低越好。只不過(guò)，假如電量太低，忘記補(bǔ)電而造成電池餓死的風(fēng)險(xiǎn)就更大。在保證電池不會(huì)餓死的情況下，把電池放電到5%甚至近乎0%再存放的保護(hù)效果更好。
在后者情況下，情況略為復(fù)雜。電量太低時(shí)，電池內(nèi)阻會(huì)升高。下面做一個(gè)極端的假設(shè)說(shuō)明這個(gè)隱藏問(wèn)題。某電池容量是10Wh。它的電量在0~10%的時(shí)候內(nèi)阻很高，以至于你存進(jìn)去1Wh的電把電量從0%充到10%，再取出來(lái)就只能用0.1Wh了，另外0.9Wh在設(shè)備工作的時(shí)候轉(zhuǎn)化成了電池上的發(fā)熱。這個(gè)時(shí)候，我們只獲得0.1Wh的有效使用，卻給電池造成了1Wh的cycleaging。而它的電量處在98~100%時(shí)內(nèi)阻較低，把電量從98%充到100%雖然給電池造成的cycleaging只有0.2Wh，但使用時(shí)發(fā)熱較少，同樣可以獲得0.1Wh的有效使用。雖然高電量下同樣的0.2Wh電池的老化會(huì)比低電量時(shí)等量的0.2Wh的老化大，也很可能比低電量實(shí)際上的那1Wh帶來(lái)的老化小。
我能找到的有限的資料數(shù)據(jù)當(dāng)中，不太能看出在電量水平<20%的情況下，是高內(nèi)阻帶來(lái)的危害大，還是低電量下充電磨損輕的好處大，所以這里不能解答是否應(yīng)當(dāng)讓電量這么低。不過(guò)可以確定的是，至少在40%以上的電量水平下，電池的內(nèi)阻變化可以不計(jì)，因此譬如保持電量在40%±20%之間循環(huán)比起保持在60%±20%更加有益。
