電池組容量采用效率最大化的方法

最大化電池組的容量/能效意味著將電池組中的所有串聯(lián)電池設(shè)置為相同的SOC，即使它們具有不同的容量。時(shí)刻管理SOC以最大化電池組的輸出功率。為了最大限度地提高電池的輸出功率，所有電池都必須充滿電。也就是說(shuō)，所有的電池必須有100%的SOC。假如電池的容量不同，一些電池比其他電池充/放電更多。例如，假設(shè)一個(gè)電池組有三個(gè)電池串聯(lián)，C1>C2=C3。使電池組平衡的唯一方法是對(duì)大容量電池(C1)施加差動(dòng)充電電流。

電池組放電時(shí)也必須如此;否則，當(dāng)最小的電池達(dá)到關(guān)斷電壓時(shí)，整個(gè)電池組將停止放電，而其他電池仍有容量，從而降低總?cè)萘?。隨著時(shí)間的推移，最小的電池會(huì)比其他電池退化得更快，在多次充放電循環(huán)中加速容量損失。

通過(guò)匹配串聯(lián)電池的電壓，可以從大容量電池中提取更多的電流。放電要通過(guò)平衡消耗一些額外的電壓，最后，當(dāng)所有電池都處于0SOC時(shí)，電池組出現(xiàn)的總功率相關(guān)于預(yù)平衡仍然會(huì)新增。

通常圓柱形鋰離子電池(圓柱形電池)的質(zhì)量控制一般都比較好，電池容量差不超過(guò)正負(fù)3%。輸入容量通常是準(zhǔn)確的，相差不超過(guò)幾毫安(毫安秒)。因此，電池容量的絕對(duì)值也基本準(zhǔn)確，SOC的差異在幾個(gè)百分點(diǎn)之內(nèi)。

鋰離子材料的化學(xué)性質(zhì)不會(huì)造成電池的不平衡，也沒(méi)有可逆的自放電機(jī)制。但是鋰離子電池仍然要經(jīng)過(guò)一個(gè)過(guò)程才能達(dá)到穩(wěn)定的性能和不可逆轉(zhuǎn)的損耗，而這些損耗大部分發(fā)生在鋰離子電池出廠之前。這種不可逆損耗的一小部分，最高比例不超過(guò)10%，也可能發(fā)生在高溫放電中，并在室溫下放置太長(zhǎng)時(shí)間。所有儲(chǔ)存或同時(shí)使用的電池都有相同的損耗率，所以這種情況不會(huì)導(dǎo)致電池不平衡。不可逆損失伴隨著少量的可逆損失。大多數(shù)發(fā)生在廠的可逆損耗在電池容量分類之前就已經(jīng)被充電了，所以這些損耗非常小，關(guān)于每個(gè)電池都是相同的，不會(huì)造成電池不平衡的問(wèn)題。

電池不平衡的另一個(gè)原因是，電池在組裝之前閑置太長(zhǎng)時(shí)間，假如不同生產(chǎn)時(shí)間的幾批電池放在同一個(gè)電池組中，這種不平衡會(huì)加劇。在這種情況下，根據(jù)容量分類但尚未組裝的不同可逆損耗的電池，隨著時(shí)間的推移會(huì)積累更大的差異。即使在組裝電池組之后，假如電池組中的電池發(fā)生了很大的變化(尤其是電池組放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng))，電池組中的電池不平衡也會(huì)隨著時(shí)間的推移而惡化。