通過對一個10串10并電池組的模擬，我們闡明了電池組內(nèi)的溫度分布對其性能與循環(huán)壽命的影響。平均溫度越低，溫度不均勻程度越高，電池組內(nèi)單電池放電深度的不一致性越高；平均溫度越高，溫度不均勻程度越高，電池組循環(huán)壽命越短。值得注意的是，不均勻的溫度分布會導致并聯(lián)支路間電流分配不均，從而惡化單電池老化速率的一致性。

在電池組熱管理方面，我們提出了一種對并行式空冷電池組內(nèi)部的流場與溫度場進行快捷估算的方法。該方法由流動阻力網(wǎng)絡模型和暫態(tài)傳熱模型組成，避免了計算流體動力學方法用于模擬大型電池組時計算量過大的問題，同時保證了很高的估算精度。利用這一方法，我們考察了不均勻的流場對電池組內(nèi)溫度均勻性的影響，并以提高溫度均勻性為目標，對空冷系統(tǒng)的結構參數(shù)進行了討論，給出了一個可行的參數(shù)配置方案。

由于同一類型、規(guī)格的電池在電壓、內(nèi)阻、容量等方面的參數(shù)值存在差別，使其在電動汽車上使用時，性能指標往往達不到單體電池的原有水平，嚴重影響其在電動汽車上的應用。

鋰離子電池一致性是指：用于成組的單體電池的初期性能指標的一致，包括：容量、阻抗、電極的電氣特性、電氣連接、溫度特性、衰變速度等。以上因數(shù)的不一致，將直接影響運行中輸出電參數(shù)的差異。

鋰離子電池組的不一致性或電池組的離散現(xiàn)象就是指同一規(guī)格型號的單體蓄電池組成電池組后,其電壓、荷電量、容量、衰退率、內(nèi)阻及其隨時間變化率、壽命、溫度影響、自放電率及其隨時間變化率。

單體電池在制造出來后，本身存在一定性能差異。初始的不一致度隨著電池在使用過程中連續(xù)的充放電循環(huán)而累計，導致各單體電池狀態(tài)(SOC、電壓等)產(chǎn)生更大的差異；電池組內(nèi)的使用環(huán)境對于各單體電池也不盡相同。這就導致了單體電池的不一致度在使用過程中逐步放大，從而在某些情況下使某些單體電池性能加速衰減，并最終引發(fā)電池組過早失效。

不一致性原因從時間順序劃分，電池組中單體電池的不一致性主要體現(xiàn)在兩方面：制造過程中工藝上的問題和材質(zhì)的不均勻，使得電池極板活性物質(zhì)的活化程度和厚度、微孔率、連條、隔板等存在很微小的差別，從而產(chǎn)生內(nèi)部結構和材質(zhì)上的不完全一致性；裝車使用時，電池組中各個電池的電解液密度、溫度和通風條件、自放電程度及充放電過程等差別的影響。

同一批次出廠的同一型號電池的容量、內(nèi)阻和自放電的差異性原因分析

針對這些不一致產(chǎn)生的原因，是否可以通過某些措施完全消除電池組內(nèi)的不一致：很多人認為電池不一致是生產(chǎn)工藝的問題，也有人認為是配組過程的問題，通過SPC等過程控制措施就可以完全消除電池的不一致。

但是實踐證明，即使嚴格控制配料、活漿、涂布、裁剪、輥壓等工藝過程，只是縮小批量產(chǎn)品之間的標準差,而不能消除不一致性。若影響某一隨機變量的隨機因素很多，且其中每個因素的影響獨自都不能起決定性作用，這些因素的影響又可疊加，則該隨機變量服從正態(tài)分布，特性的參數(shù)有標準差σ和均值μ。電池充放電過程的電壓值是該電池熱力學和動力學狀態(tài)的綜合反映，既受電池生產(chǎn)過程中各工序工藝條件的影響，又受電池充放電過程中電流、溫度、時間和使用過程中偶然因素的影響因而電池組內(nèi)各個電池的電壓值不可能完全一樣。

改進舉措

1.生產(chǎn)過程措施電池企業(yè)控制好各種原材料的一致性；漿料的流變性監(jiān)測，不長時間擱置漿料，保證漿料在涂布時流變性是相同的；涂布參數(shù)監(jiān)控，尤其是磷酸鐵鋰漿料，由于磷酸鐵鋰顆粒較細，漿料的加工性能差，在涂布時應注意減慢涂布機走速；漿料黏度的合理檢測；對極片的外觀檢查；剔除有瑕疵的極片；極片稱重；注液前后電池質(zhì)量差比較；化成溫度；濕度控制；制定各種原材料的標準，嚴格按照標準對原材料進行檢驗、儲存；生產(chǎn)工藝的一致性調(diào)控；對生產(chǎn)工藝的一致性進行精細調(diào)控；工藝過程進行嚴格的統(tǒng)計過程控制（SPC）；確保每個工藝在規(guī)定的公差范圍內(nèi)；確保過程能力指數(shù)，使其遵循正常的生產(chǎn)參數(shù)分布規(guī)律。

2.配組過程的措施保證電池組采用統(tǒng)一規(guī)格、型號的電池，保證電池出廠質(zhì)量尤其是初始電壓的一致性，篩選條件：電壓；內(nèi)阻；電池化成數(shù)據(jù)；一致性評價方法有很多，目前最常使用的是極差系數(shù)法、標準差系數(shù)法和閾值法。結合聚類分析，利用設定時間間隔內(nèi)由各個檢測點構成電池充放電曲線的形狀、距離、面積來進行科學分類，從而判定電池的一致性。在容量或電壓閾值的基礎上，對充放電曲線形狀，曲線間的距離，曲線圍取面積等進行計算，選取能體現(xiàn)曲線一致的參數(shù)進行判定。選配充放電過程中曲線較接近，相對距離較小，曲線圍取的面積較小，組間差異較小的電芯進行配組，從而實現(xiàn)最優(yōu)的一致配組。

3.電池均衡管理從電池管理系統(tǒng)角度，在電池組使用過程中檢測單電池參數(shù)，尤其是電動汽車停駛或行駛過程中電壓分布情況，掌握電池組中單電池不一致性發(fā)展規(guī)律，對極端參數(shù)電池進行及時調(diào)整或更換，以保證電池組參數(shù)不一致性不隨使用時間而增大。避免電池過充電，盡量防止電池深放電。保證電池組良好的使用環(huán)境，盡量保證恒溫，減小振動，保證水、塵土等污染電池極柱。同時從能量的管理和策略上，引入實用性電池組能量管理和均衡系統(tǒng)，制定合理的電池均衡策略，主動干預和降低電池的不一致性。