鉅大LARGE | 點擊量：497次 | 2023年12月05日
鋰電池均衡的幾點看法
1、電池容量誤差是絕對的，隨著電池的使用，這種誤差在擴大。出廠配組也僅僅可以延遲電池明顯誤差的時間，最終還是要出現(xiàn)嚴重的容量誤差的。
所以，誤差是絕對的，做電池保護系統(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的危險而已。容量均衡是不可能的，不應該作為均衡的目標來追求。
2、目前有容量補償?shù)姆椒ǎ褪前讶萘扛叩碾姵厝〕鲆恍╇娏縼硌a償容量低的電池的消耗。這個方法理論上沒有問題，實際做起來非常麻煩，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出現(xiàn)部分電池欠充電。部分電池過充電，欠充電影響電池的壽命，過充電會導致出現(xiàn)危險。
4、做放電均衡不如做欠壓保護好，做到任意一個單體電池發(fā)生欠壓都進行斷電保護，防止出現(xiàn)過放電引起的危險。
鋰離子電池的容量損失是一個極其復雜的過程，涉及非常多的因素。這里沒有篇幅解釋每個因素具體是通過什么機制出現(xiàn)影響的，但是簡單列舉一下這些因素。
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%
鋰離子電池的容量損失重要可以分成兩塊：隨時間發(fā)生的容量損耗（calendaraging）（把鋰離子電池擱著不用，時間長了容量也會降低）與使用所帶來的容量損耗（cycleaging）。
有關前者，涉及因素重要有：
充電狀態(tài)（StateofCharge）。這個是指電量處于總容量多少的地方。比如說，是40%或者60%；
溫度（Temperature）；
存放時間（time）。
每次的充放深度（DepthofDischarge）。比方說，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），也就是通常所說的電量。關于同樣的DoD，平均SoC可以不同。比如說，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，對電池的影響是不相同的；
充電倍率（rateofCharge）。假如說充電電流能在1小時內(nèi)把電池充滿，我們就說充電倍率平均是1C；假如說充電電流在2小時內(nèi)把電池充滿，我們就說充電倍率平均是0.5C；等等；
溫度（Temperature）；
循環(huán)數(shù)量（Numberofcycles）。顯然，循環(huán)兩百個周期比一百個周期的損耗更大……
此外，還有一些我們幾乎不可控的因素。比如說處于剛開始使用的階段的鋰離子電池，會經(jīng)歷一個固體電解質(zhì)相界面膜（SEIfilm）的形成過程。這個過程會消耗一定量的鋰離子。只要要使用電池，這個過程就繞不過去，所以我們就不必過度考慮它了。
Calendaraging與cycleaging是基本獨立的，因此，假如可以讓設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，對鋰離子電池的壽命是有益的。不過，具體應該停留在什么SoC呢？這就是下面要討論的：有關各個因素關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，無論是calendaraging還是cycleaging都會得到延緩。因此，假如我們想要盡量減少鋰離子電池的壽命衰減，就應當保持它的電量較低。比如說，假如想讓設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，比如說擱置存放或者只使用外接電源（此時只有calendaraging），還是要讓它參與充放電（此時cycleaging占主導）。
在前者情況下，電量確實是越低越好。只不過，假如電量太低，忘記補電而造成電池餓死的風險就更大。在保證電池不會餓死的情況下，把電池放電到5%甚至近乎0%再存放的保護效果更好。
在后者情況下，情況略為復雜。電量太低時，電池內(nèi)阻會升高。下面做一個極端的假設說明這個隱藏問題。某電池容量是10Wh。它的電量在0~10%的時候內(nèi)阻很高，以至于你存進去1Wh的電把電量從0%充到10%，再取出來就只能用0.1Wh了，另外0.9Wh在設備工作的時候轉(zhuǎn)化成了電池上的發(fā)熱。這個時候，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電池的老化會比低電量時等量的0.2Wh的老化大，也很可能比低電量實際上的那1Wh帶來的老化小。
我能找到的有限的資料數(shù)據(jù)當中，不太能看出在電量水平<20%的情況下，是高內(nèi)阻帶來的危害大，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當讓電量這么低。不過可以確定的是，至少在40%以上的電量水平下，電池的內(nèi)阻變化可以不計，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。
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