【技術】鋰電芯一致性不好 成組還能用嗎？

消費類電芯，因為用電器件需要電量相對較小，單體電芯的電量輸出基本就能滿足要求，所以很少需要幾個電芯一起配合使用。單體電芯電量小，遇到電量輸出較高的使用場合，比如電動車和儲能等，就需要很多電芯進行串并聯，獲得比較高的輸出電壓/輸出電量/輸出電流/輸出功率等。如下圖(圖1和圖2)一樣，很多方形電芯和圓柱電芯(18650)并成一個模組，很多模組再并成一個pack，作為電動車的動力來源。網上有人拆解過特斯拉modelS，85Kwh的電池組，7104節松下加工的圓柱電芯，每444節一組并聯，共16組，組間串聯，組成電池組。

馬斯克敢這么干，不一定誰都可以這么想。首先，松下的小圓柱技術爐火純青，兼顧成本低廉和性能一致性。有笑話稱，如果用兩臺機器去探測松下的電池，出來的曲線不一樣，你首先懷疑的應當是你的探測問題。電池加工工藝復雜，影響電芯一致性的因素繁多，從前至后，除了材料本身的一致性之外，還有諸如配料/攪拌/涂布/冷壓/分條/卷繞/注液/化成等。為了提高電池出貨一致性，電池廠家還會在化成后增加分選工序，挑選出那些阻值偏移較大/自放電比較嚴重的電池。電芯一致性如果不好，會嚴重影響電池使用的壽命，縮短電池組使用年限。單體電芯在經過很多次充放電后，因為表面SEI膜增長/副反應增多/隔離膜孔洞被堵塞等原由，可逆容量會有所衰減，容量衰減到初始容量的80%時，將嚴重影響電動車的設計功能發揮。模組中電芯如果一致性較差，使用同一電流進行充放電時，會造成某些電池的過充或過放，這會大大縮短整體的循環壽命電池，不一致性將導致電池包內其它單體發生多米諾骨牌效應式的連鎖反應。如循環壽命1000次左右的電芯，在電池包中的實際循環次數惟有200次左右。但是，如果電芯一致性就是不好，成組還能用不？

傳統的BMS肯定是拒絕的，但是如果是SDB(softwaredefinedbattery)就不一定了。傳統的BMS一根充電線進來，給所有的電池充電/記錄/截至，然后再輸出。如果電芯一致性較差，上邊所描述的那些問題就會一一發生。再進一步，如果我們腦洞再開大一點，我在我的電池組里安裝上兩種電池，一種用于應對低速巡航時的低倍率放電工況，另一種用于應對高速急停時的高倍率放電工況。不同的電芯體系具有不同的特點，常考慮的能量密度/功率密度/成本/壽命/柔性等指標也是相互沖突，如果需要在同一模組中使用不同體系電芯，搭配出一個綜合性能突出的產品，傳統的BMS就比較困難了。

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