摘要:目前，锂离子电池在新能源汽车、智能电网等领域的大规模应用逐年增加。然而，电池参数的不一致是影响电池组使用寿命的关键因素。虽然热管理水平的提高在一定程度上保证了电池组的安全运行，但提高电池的一致性水平仍然是锂离子电池大规模使用的重要技术影响因素。
目前，锂离子电池在新能源汽车、智能电网等领域的大规模应用逐年增加，但目前电池参数不一致是影响电池组使用寿命的关键因素。虽然热管理水平的提高在一定程度上保证了电池组的安全运行，但提高电池的一致性水平仍然是锂离子电池大规模使用的重要技术影响因素。
通过对一个10系列10并联电池组的仿真，我们说明了电池组中的温度分布对其性能和循环寿命的影响。平均温度越低，温度不均匀程度越高，电池组中单个电池放电深度的不一致性越高。平均温度越高，温度不均匀性越高，电池组的循环寿命越短。值得注意的是，温度分布不均匀会导致并联支路间电流分布不均匀，从而恶化单体电池老化速率的均匀性。
在电池组热管理方面，我们提出了一种快速估算并联风冷电池组流场和温度场的方法。该方法由流阻网络模型和瞬态传热模型组成，避免了CFD方法模拟大型电池组时计算量过大的问题，保证了较高的估算精度。
利用该方法，研究了非均匀流场对电池组内温度均匀性的影响，讨论了以改善温度均匀性为目标的风冷系统结构参数，并给出了可行的参数配置方案。
由于同类型同规格电池在电压、内阻、容量等参数上的差异，在电动汽车上使用时，其性能指标往往达不到单体电池的原有水平，严重影响了其在电动汽车上的应用。
锂离子电池一致性是指成组单体电池初始性能指标的一致性，包括容量、阻抗、电极电特性、电连接、温度特性、衰减速率等。上述因素的不一致将直接影响运行中输出电参数的差异。
锂离子电池组不一致或电池组离散现象是指相同规格型号的单体电池组成电池组后的电压、充电容量、容量、衰减率、内阻及其随时间的变化率、寿命、温度影响、自放电率及其随时间的变化率。
单体电池制造出来后，本身就有一定的性能差异。初始的不一致性随着使用中的电池的连续充电和放电循环而累积，导致状态(SOC、电压等)的更大差异。)的每个单体电池；电池组中的使用环境对于每个单体电池是不同的。这导致单体电池在使用过程中的不一致性逐渐放大，在某些情况下加速了某些单体电池的性能，最终导致电池组过早失效。
不一致的原因按时间顺序划分。电池组中单体电池的不一致主要体现在两个方面：工艺问题和制造过程中材料不均匀使得活化程度、厚度、微孔率、连接条、隔板等。电池极板的活性材料略有不同，导致内部结构和材料不完全一致；加载时，电池组中各电池的电解液密度、温度、通风条件、自放电程度、充放电过程都会受到影响。
同一批次出厂的同一型号电池的容量、内阻和自放电的差异性原因分析
针对这些不一致的原因，能否采取一些措施彻底消除电池组中的不一致？很多人认为电池不一致是生产工艺的问题，也有人认为是组装工艺的问题。电池的不一致性可以通过SPC和其他过程控制措施完全消除。但实践证明，即使严格控制配料、制浆、包衣、分切、收卷等工艺流程，也只能降低批次产品之间的标准差，而不能消除不一致性。如果影响一个随机变量的随机因素有很多，单个因素的影响不能起决定作用，并且这些因素的影响可以叠加，那么这个随机变量服从正态分布，特征参数有标准差和均值。电池充放电过程中的电压值是电池热力学和动力学状态的综合反映。它不仅受电池生产过程中各工序工艺条件的影响，还受电池充放电过程中的电流、温度、时间和偶然因素的影响，所以电池组中各电池的电压值不可能完全相同。
改进举措
1.措施电池企业在生产过程中应控制各种原材料的一致性；监控浆料的流变性能，短时间搁置浆料，确保浆料的流变性能在涂覆过程中保持不变；包衣参数的监控，尤其是磷酸亚铁锂浆料，由于磷酸亚铁锂颗粒细小，浆料加工性能差，包衣时要注意减慢包衣机的速度；粘度的合理检测；极片外观检查；移除有缺陷的极片；称量极片；注液前后电池质量差异比较；地层温度；湿度控制；
制定各种原材料的标准，并严格按照标准对原材料进行检验和储存；生产过程的一致性控制；精细控制生产过程的一致性；该过程受到严格的统计过程控制(SPC)；确保每个过程都在规定的公差范围内；确保过程能力指数遵循生产参数的正态分布规律。
2.装配过程中的措施保证电池组采用统一规格型号的电池，保证电池出厂质量的一致性，尤其是初始电压。筛选条件：电压；内部阻力；将电池转换成数据；一致性评价方法很多，目前最常用的有极差系数法、标准差系数法和阈值法。结合聚类分析，利用设定时间间隔内各检测点形成的电池充放电曲线的形状、距离、面积进行科学分类，从而判断电池的一致性。
基于容量或电压阈值，
对充放电曲线形状，曲线间的距离，曲线围取面积等进行计算，选取能体现曲线一致的参数进行判定。选配充放电过程中曲线较接近，相对距离较小，曲线围取的面积较小，组间差异较小的电芯进行配组，从而实现最优的一致配组。3. 电池均衡管理 从电池管理系统角度，在电池组使用过程中检测单电池参数，尤其是电动汽车停驶或行驶过程中电压分布情况，掌握电池组中单电池不一致性发展规律，对极端参数电池进行及时调整或更换，以保证电池组参数不一致性不随使用时间而增大。避免电池过充电，尽量防止电池深放电。
保证电池组良好的使用环境，尽量保证恒温，减小振动，保证水、尘土等污染电池极柱。同时从能量的管理和策略上，引入实用性电池组能量管理和均衡系统，制定合理的电池均衡策略，主动干预和降低电池的不一致性。
4. 电池热管理电池使用过程中，内阻、电池布置方式等因素的差异，会在充放电过程出现自身温度和环境温度的差异，这样会直接导致其输出性能的差异。电池热管理作用是将电池组的工作温度保持在电池最优的工作温度范围之内。保证电池之间温度条件的一致，从而确保电池使用参数的一致性。(电池在不同温度状态的寿命不同，温度每升高10℃其退化速度就增加一倍)
5. 控制策略在能量管理方面，输出功率允许的情况下，尽量减小电池放电深度。锂离子电池在深度放电条件下的一致性变差，电池组的寿命也会减少。尽量防止电池深放电的同时，避免电池的过充电。系统内具备了均衡电路后可以防止个别电池的过充电，适当降低充电终止电压，可延长电池组的循环寿命。
6. 其他使用过程日常维护过程中，对测量中容量偏低电池进行单独维护性充电，使其性能恢复。间隔一定时间对电池组进行小电流维护性充电，促进电池组自身的均衡和性能恢复。使用环境方面，保证电池组良好的使用环境一致，减小振动，避免水、尘土等污染电池极柱。此项内容，一般很难运用在车上，要用的也需要电池系统和整车控制器来实现。
结论：提高蓄电池的一致性是一个系统工程，需要电池的设计、生产、质量控制、应用、维护等多方面共同考虑。
资料来源于高工锂电：http://www.gg-lb.com/asdisp-65b095fb-28873.html
