动力电池的不一致性是什么，如何改进

Question

如题所述

Answer 1

　　动力电池的不一致性通常是指一组电池内电池的剩余容量差异过大、电压差异过大，引起电池续航能力变差。
　　引起电池间一致性变差的原因是多个方面的，包括电池的生产制造工艺，电池的存放时间长短，电池组充放电期间的的温度差异，充放电电流大小等等。
　　目前解决方法主要有两种：
　　1．提高电池的生产制造工艺，从生产关尽可能保证电池的一致性，使用同一批次电池进行配组。这种方法有一定效果，但无法根治，电池组使用一段时间后一致性差的问题还会出现，电池组发生不一致性问题后，如果不能及时处理，问题会愈加严重，甚至会发生危险。
　　2．利用电子技术进行自动化控制。通过在电池的外面附加一种电池均衡装置来控制电池的不一致性的发展。
　　目前主要有两种技术，一种是被动式充电均衡，根据电池特性设定一个充电限制电压，电池达到设置充电电压后强制将多余的电量转换成热量释放掉，防止其过充电，这种技术，电路简单，易于实现，但局限性非常大，首先是放电电流不能过大，当放电电流小于充电电流时，电池仍然会过充；二是电量都白白浪费了，不节能；第三，也是最主要的一点，无法解决电池过放电的问题，充电期间被强制放电的电池其接受电能少，会最早放完电，继续放电将会造成电池过放电，同样伤害电池。
　　另一种是主动式均衡技术，自主识别电池的不一致性，主动进行电压和容量的平衡，但目前这种技术实现起来的难度比较大，能最大限度的减少电池不一致性的发生，缺点是电路复杂、体积比较大，成本比较高，适应性比较差，市场上仅有少量的应用，尽管如此，这种技术仍将是未来的主流方向，开发出一系列适合各种电池组并且自身功耗低、均衡效率高、综合成本低、适应性好的主动式电池均衡器是广大科研工作者的努力方向。

Answer 2

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响。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响；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。 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。本回答被提问者和网友采纳