鋰電池不能做成一大只，只好把眾多小電芯組織起來，大家勁往一處使，精誠合作，也能帶著電動汽車飛起。這時候，就需要面對一個問題，一致性。我們日常的經驗是，兩節干電池，正負極連接起來，手電筒就能發光，有誰管它一致不一致的事情。而鋰電池的大規模應用，情形卻并非如此簡單。

鋰電池參數的不一致主要是指容量、內阻、開路電壓的不一致。不一致的電芯串并在一起使用，會出現如下問題：

1、容(rong)量(liang)損失。電(dian)芯單(dan)體組成電(dian)池組，容(rong)量(liang)符合“木桶原理”，最差的(de)那顆電(dian)芯的(de)容(rong)量(liang)決定整個電(dian)池組的(de)能力。

為了防止電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)過充(chong)過放(fang)，電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)管理(li)系統(tong)的邏輯如此(ci)設置：放(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)時(shi)，當(dang)最低的單體電(dian)(dian)(dian)(dian)壓達到放(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)截止電(dian)(dian)(dian)(dian)壓時(shi)，整(zheng)個電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)組停(ting)止放(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)；充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)時(shi)，當(dang)最高(gao)單體電(dian)(dian)(dian)(dian)壓觸及充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)截止電(dian)(dian)(dian)(dian)壓時(shi)，停(ting)止充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)。

拿兩(liang)只(zhi)電池(chi)(chi)(chi)串聯(lian)舉例。一只(zhi)電池(chi)(chi)(chi)容(rong)量1C，另外(wai)一只(zhi)容(rong)量只(zhi)有(you)0.9C。串聯(lian)關系，兩(liang)只(zhi)電池(chi)(chi)(chi)通(tong)過同樣大小的電流(liu)。

充(chong)電(dian)(dian)時(shi)，容(rong)(rong)量(liang)(liang)小(xiao)的(de)電(dian)(dian)池必(bi)然(ran)先充(chong)滿(man)，達到充(chong)電(dian)(dian)截止(zhi)條(tiao)件，系(xi)統(tong)不再繼(ji)續充(chong)電(dian)(dian)。放電(dian)(dian)時(shi)，容(rong)(rong)量(liang)(liang)小(xiao)的(de)電(dian)(dian)池也(ye)必(bi)然(ran)先放光全部(bu)可用(yong)能量(liang)(liang)，系(xi)統(tong)即刻停止(zhi)放電(dian)(dian)。這樣，容(rong)(rong)量(liang)(liang)小(xiao)的(de)電(dian)(dian)芯始終在(zai)滿(man)充(chong)滿(man)放，容(rong)(rong)量(liang)(liang)大的(de)電(dian)(dian)芯卻一(yi)直使用(yong)部(bu)分容(rong)(rong)量(liang)(liang)。整個電(dian)(dian)池組的(de)容(rong)(rong)量(liang)(liang)總有一(yi)部(bu)分處于閑置狀(zhuang)態

2、壽命損失。類似(si)的(de)(de)，電(dian)(dian)池組(zu)的(de)(de)壽命，由壽命最(zui)短(duan)(duan)的(de)(de)那顆電(dian)(dian)芯(xin)決定。很(hen)大可能(neng)性，壽命最(zui)短(duan)(duan)的(de)(de)電(dian)(dian)芯(xin)，就是那顆容量小(xiao)的(de)(de)電(dian)(dian)芯(xin)。小(xiao)容量電(dian)(dian)芯(xin)，每次(ci)都(dou)是滿充滿放，出(chu)力過猛，很(hen)大可能(neng)最(zui)先到達壽命的(de)(de)重點。一直(zhi)電(dian)(dian)芯(xin)壽命終結，一組(zu)焊接(jie)在(zai)一起的(de)(de)電(dian)(dian)芯(xin)，也就跟(gen)著(zhu)壽終正寢。

3、內(nei)阻增(zeng)大。不同的(de)內(nei)阻，流過相(xiang)同的(de)電(dian)流，內(nei)阻大的(de)電(dian)芯發熱量(liang)相(xiang)對比較多。電(dian)池溫度過高，造成劣(lie)化(hua)速度加快，內(nei)阻又會進(jin)一(yi)步升高。內(nei)阻和溫升，形(xing)成一(yi)對負反饋(kui)，使高內(nei)阻電(dian)芯加速劣(lie)化(hua)。

上(shang)面(mian)三(san)個參數，并不完全(quan)獨立，老化程度深的電芯(xin)內(nei)阻比較大，容量衰(shuai)減也(ye)更多(duo)。

分開說明，只是想表述清楚它們各自(zi)的影響方向(xiang)。

如何(he)應對不一致性(xing)：

電(dian)(dian)芯(xin)性能的(de)(de)不一致，都是在生(sheng)產(chan)過程(cheng)中形成(cheng)，在使用(yong)過程(cheng)中加深(shen)。同一個(ge)電(dian)(dian)池(chi)組內的(de)(de)電(dian)(dian)芯(xin)，弱者恒弱，且(qie)加速變弱。單體電(dian)(dian)芯(xin)之間參數的(de)(de)離散程(cheng)度，隨著老化程(cheng)度的(de)(de)加深(shen)而加大。

當前，工(gong)程(cheng)師(shi)應(ying)對(dui)單體電(dian)芯不一致(zhi)，主要(yao)從三(san)個方面考(kao)慮。單體電(dian)池分選，成組后熱管理(li)，出現(xian)少量不一致(zhi)時(shi)電(dian)池管理(li)系(xi)統(tong)提供均衡功能。

1、分選(xuan)

不(bu)同(tong)批次(ci)的電(dian)芯，理論上不(bu)放(fang)在一(yi)起使(shi)用。即(ji)使(shi)相同(tong)批次(ci)的電(dian)芯，也需要經過篩選，把(ba)參數相對集中的電(dian)芯放(fang)在一(yi)個(ge)電(dian)池(chi)組里，同(tong)一(yi)個(ge)電(dian)池(chi)包里。

分選(xuan)的(de)目的(de)，是把參數相近(jin)的(de)電芯挑選(xuan)出來。分選(xuan)方法，被研究了(le)很多年(nian)，主要分靜態分選(xuan)和(he)動態分選(xuan)兩(liang)大類。

①靜(jing)態分(fen)選。針對(dui)電芯(xin)的(de)開路電壓，內阻(zu)，容量(liang)等特(te)性參(can)數(shu)進行篩選，選取(qu)目標參(can)數(shu)，引入統計算法，設(she)定篩選標準，最后將(jiang)同一批次的(de)電芯(xin)區(qu)分(fen)成若(ruo)干組。

②動態篩選(xuan)。是針對電(dian)(dian)(dian)芯在(zai)充(chong)放電(dian)(dian)(dian)過程中表現出來的(de)特性(xing)進行(xing)篩選(xuan)，有(you)的(de)選(xuan)擇恒流(liu)恒壓充(chong)電(dian)(dian)(dian)過程，有(you)的(de)選(xuan)取脈沖(chong)沖(chong)擊充(chong)放電(dian)(dian)(dian)過程，有(you)的(de)對比自身的(de)充(chong)電(dian)(dian)(dian)和放電(dian)(dian)(dian)曲線之(zhi)間的(de)關系(xi)。

③動靜(jing)結合分(fen)選(xuan)。用靜(jing)態篩選(xuan)做(zuo)初(chu)步分(fen)組，在(zai)此(ci)基礎(chu)上(shang)(shang)進行動態篩選(xuan)，這樣劃分(fen)出來的組別更多，篩選(xuan)準(zhun)確性更高，但成(cheng)本也會相應上(shang)(shang)升(sheng)。

這里(li)就小小體現了(le)一把動力鋰(li)電池(chi)(chi)生產規(gui)(gui)模的(de)(de)重要性(xing)。大規(gui)(gui)模出貨，使得廠(chang)家(jia)可(ke)以進行更精細的(de)(de)分選，得到性(xing)能更接近(jin)的(de)(de)電池(chi)(chi)組。如果產量太小，分組過多，一個(ge)批(pi)次都無法(fa)裝(zhuang)備一個(ge)電池(chi)(chi)包，再好(hao)的(de)(de)方法(fa)也無法(fa)施(shi)展了(le)。

2、熱(re)管理(li)

針(zhen)對內阻不(bu)一(yi)(yi)致(zhi)電芯，產生(sheng)熱量不(bu)相同問題(ti)。熱管理系統的(de)(de)加(jia)入(ru)，可以調節整個(ge)電池組(zu)的(de)(de)溫差(cha)，使之保(bao)持在一(yi)(yi)個(ge)較小的(de)(de)范圍(wei)里。生(sheng)成熱量較多的(de)(de)電芯，依然溫升(sheng)偏高，但不(bu)會(hui)與(yu)其他電芯拉(la)開差(cha)距，劣化水平(ping)就不(bu)會(hui)出現明顯的(de)(de)差(cha)距。

3、均衡(heng)

電芯單體的不(bu)一致，某些電芯端電壓(ya)，總是超前(qian)于其他電芯，最先到達(da)控制闌值，導致整個系統(tong)容量變小。為了解決這個問題，電池管理系統(tong)BMS設計了均衡功能。

某(mou)一顆電(dian)(dian)(dian)芯率先到(dao)達充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)截(jie)(jie)止電(dian)(dian)(dian)壓(ya)，而其余眾(zhong)電(dian)(dian)(dian)芯電(dian)(dian)(dian)壓(ya)明顯滯后，BMS起動充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)均衡功能(neng)，或(huo)者(zhe)接(jie)入電(dian)(dian)(dian)阻，放掉高電(dian)(dian)(dian)壓(ya)電(dian)(dian)(dian)芯的部分電(dian)(dian)(dian)量，或(huo)者(zhe)把能(neng)量轉移走，放到(dao)低電(dian)(dian)(dian)壓(ya)電(dian)(dian)(dian)芯上去。這樣(yang)，充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)截(jie)(jie)止條(tiao)件被(bei)解(jie)除(chu)，充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)過程(cheng)重新開(kai)始，電(dian)(dian)(dian)池包充(chong)(chong)入更多(duo)電(dian)(dian)(dian)量。