鋰電池憑借其能量密度高、體積密度高、工作電壓高、無(wú)記憶效應(yīng)、自放電低且無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，成為電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力源的最佳選擇。為滿足電動(dòng)汽車(chē)功率驅(qū)動(dòng)需求，一般需要將鋰電池電芯串聯(lián)使用以提高電壓等級(jí)。

串聯(lián)電池組存在循環(huán)使用壽命達(dá)不到設(shè)計(jì)壽命的問(wèn)題，一方面是在串聯(lián)電池組的實(shí)際應(yīng)用中，個(gè)別電芯的衰減速率明顯快于其他電芯，從而影響該電芯所在電池組的性能；另一方面是各電芯的充/放電特性不一致，電芯的充/放電特性差異會(huì)造成充/放電時(shí)電量的不平衡，從而對(duì)過(guò)充電或過(guò)放電的電池造成損害，影響整個(gè)電池組的使用壽命。

運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)表明，采用傳統(tǒng)充電方式，鋰電池組（80V60Ah磷酸鐵鋰電池組）充/放電近500多次循環(huán)后，實(shí)際可用容量降為原來(lái)的80%左右，而且隨著充電次數(shù)的增加，實(shí)際可用容量還將進(jìn)一步下降。

顯然，如何維持動(dòng)力電池組的可用容量和延長(zhǎng)使用壽命是目前急需解決的重要問(wèn)題。此外，某些電池組在使用過(guò)程中循環(huán)壽命嚴(yán)重低于正常值。以下分析某電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池組可用容量驟然下降的現(xiàn)象，指出“短板電芯是導(dǎo)致可用容量下降的原因之一，提出用電芯替換方法來(lái)提高串聯(lián)電芯的一致性水平。

試驗(yàn)結(jié)果表明使用該方法可使某性能異常的磷酸鐵鋰電池組（80V60Ah）實(shí)測(cè)循環(huán)壽命從158次提高至629次，提高了成組動(dòng)力電池組的實(shí)際可用容量和循環(huán)使用壽命。

1.某動(dòng)力電池組循環(huán)壽命測(cè)試分析

1.1動(dòng)力電池組循環(huán)壽命測(cè)試方案

動(dòng)力電池組主要由24節(jié)磷酸鐵鋰電池電芯、電池管理系統(tǒng)以及電連接器等組成。每節(jié)磷酸鐵鋰電芯參數(shù)為3.2V60Ah。

使用循環(huán)充放電測(cè)試儀對(duì)動(dòng)力電池組進(jìn)行循環(huán)壽命測(cè)試，試驗(yàn)方法和步驟如下：

（1）20℃下靜置10min，以87.6V電壓30A電流恒流充電，然后恒壓充電至電流為3A時(shí)，充電停止；保護(hù)電壓3.7V，當(dāng)電芯電壓超過(guò)3.7V時(shí)充電立即停止；

（2）靜置10min，5A電流恒流放電至2.8V；

（3）重復(fù)步驟（1）-（2），循環(huán)至初始容量的80%左右，統(tǒng)計(jì)循環(huán)壽命。

記錄的過(guò)程數(shù)據(jù)包含：時(shí)間、端電壓、電流、溫度、充放電容量、壓差、24節(jié)電芯各自的電壓。

1.2動(dòng)力電池組循環(huán)壽命測(cè)試結(jié)果

電池的循環(huán)使用壽命是評(píng)價(jià)電池性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)，指以電池充電和放電1次為1個(gè)循環(huán)，按照一定測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)電池容量（一般為放電容量）降到某一規(guī)定值（一般規(guī)定為初始容量的80%）以前，電池經(jīng)歷的充/放電循環(huán)總次數(shù)。

根據(jù)以上測(cè)試方案，電池組的初始容量為60Ah，當(dāng)電池組循環(huán)過(guò)程中低于48Ah時(shí)，停止測(cè)試，統(tǒng)計(jì)循環(huán)次數(shù)為159次。

循環(huán)壽命測(cè)試曲線如圖1所示。電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池組循環(huán)壽命159次后，放電容量已經(jīng)下降到47.9Ah，首次跌破48Ah（初始容量的80%），所以此動(dòng)力電池組的循環(huán)壽命為158次，此循環(huán)壽命遠(yuǎn)低于平均次數(shù)，判斷此電池組為異常電池組。