在新能源汽車和儲能系統的核心——電池包(PACK)制造中,電芯預處理是決定整個電池包性能與安全的第一道關卡。作為電池包制造的“源頭工程”,它直接影響著電池組的壽命、續航能力和熱穩定性。
今天,聊一聊電池預處理如何做,電芯一致性如何保證,揭開電池包制造中最關鍵的基礎環節!
電芯作為電池包的最小單元,其一致性直接決定了整個電池系統的效能。研究表明,即使同一批次生產的電芯,容量差異可達±3%,內阻波動達5%,電壓離散性超過0.05V。一般有以下三種情況:
若未經預處理直接組裝,可能導致:
木桶效應:性能最弱的電芯將拖垮整個電池包,導致實際可用容量損失高達15%;
熱失控風險:不一致性會引發局部過充/過放,增加起火爆炸概率;
續航跳水:容量差異使新能源汽車續航里程波動達數十公里。
電芯在運輸和存儲中可能因碰撞、腐蝕出現變形、漏液等問題。現代工藝采用CCD視覺檢測+人工復檢雙保險,精準識別鋁殼凹坑、防爆閥破損等缺陷。更先進的生產線引入等離子清洗技術,通過活化電芯表面PET膜和極柱,提升后續涂膠粘接與焊接質量。
利用高精度電壓測試儀(誤差≤0.1mV)和四線法內阻儀,對電芯進行全檢:
采用多參數動態分選法,將電芯按容量(±1%)、電壓(≤5mV)、內阻(±3mΩ)分組。行業領先企業已引入電化學阻抗譜(EIS)分選技術,通過動態充放電曲線匹配,實現電芯衰老速率的同步化。
通過嚴格的測試和篩選,將性能相近的電芯組合在一起,即確保電芯的一致性。電芯的一致性對動力電池系統的選型和配組具有至關重要的影響。電池出廠一致性主要是制造過程中的一致性
如何應對不一致性?
01
熱管理
針對內阻不一致的電芯產生熱量不同的問題,可以通過熱管理系統的加入,調節整個電池組的溫差,使溫差保持在較小的范圍內。
這樣即使生成熱量較多的電芯依然溫升偏高,但不會與其他電芯拉開差距,劣化水平就不會出現明顯的差距。
02
分選
分選的目的是通過挑選將不同參數與批次的電芯分開使用,即使是相同批次的電芯,也需經過篩選,把參數相對集中的電芯放在一個電池組、電池Pack里。
分選方法包括靜態分選和動態分選兩大類。
靜態分選針對電芯的開路電壓、內阻和容量等特性參數進行篩選,選取目標參數,引入統計算法,設定篩選標準,最后將同一批次的電芯區分成若干組;
動態篩選則是針對電芯在充放電過程中表現出來的特性進行篩選;
動靜結合分選,用靜態篩選做初步分組,在此基礎上進行動態篩選,這樣劃分出來的組別更多,篩選準確性更高,但成本也會相應上升。
03
均衡
由于電芯單體的不一致,某些電芯端電壓會超前于其他電芯,最先到達控制閾值,導致整個系統容量變小。電池管理系統BMS的均衡功能,可以很好的解決這個問題。
當某一顆電芯率先到達充電截止電壓,而其余眾電芯電壓明顯滯后時,BMS會啟動充電均衡功能,或者接入電阻,放掉高電壓電芯的部分電量,或者把能量轉移走,放到低電壓電芯上去。
以此解除充電截止條件,充電過程重新開始,電池包便能充入更多電量。
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