鋰電池憑借其能量密度高、體積密度高、工作電壓高、無記憶效應(yīng)、自放電低且無污染等優(yōu)點(diǎn)，成為電動汽車動力源的最佳選擇。為滿足電動汽車功率驅(qū)動需求，一般需要將鋰電池電芯串聯(lián)使用以提高電壓等級。

串聯(lián)電池組存在循環(huán)使用壽命達(dá)不到設(shè)計(jì)壽命的問題，一方面是在串聯(lián)電池組的實(shí)際應(yīng)用中，個別電芯的衰減速率明顯快于其他電芯，從而影響該電芯所在電池組的性能；另一方面是各電芯的充/放電特性不一致，電芯的充/放電特性差異會造成充/放電時(shí)電量的不平衡，從而對過充電或過放電的電池造成損害，影響整個電池組的使用壽命。

運(yùn)營數(shù)據(jù)表明，采用傳統(tǒng)充電方式，鋰電池組（80V60Ah磷酸鐵鋰電池組）充/放電近500多次循環(huán)后，實(shí)際可用容量降為原來的80%左右，而且隨著充電次數(shù)的增加，實(shí)際可用容量還將進(jìn)一步下降。

顯然，如何維持動力電池組的可用容量和延長使用壽命是目前急需解決的重要問題。此外，某些電池組在使用過程中循環(huán)壽命嚴(yán)重低于正常值。以下分析某電動汽車動力電池組可用容量驟然下降的現(xiàn)象，指出“短板電芯是導(dǎo)致可用容量下降的原因之一，提出用電芯替換方法來提高串聯(lián)電芯的一致性水平。

試驗(yàn)結(jié)果表明使用該方法可使某性能異常的磷酸鐵鋰電池組（80V60Ah）實(shí)測循環(huán)壽命從158次提高至629次，提高了成組動力電池組的實(shí)際可用容量和循環(huán)使用壽命。

1.某動力電池組循環(huán)壽命測試分析

1.1動力電池組循環(huán)壽命測試方案

動力電池組主要由24節(jié)磷酸鐵鋰電池電芯、電池管理系統(tǒng)以及電連接器等組成。每節(jié)磷酸鐵鋰電芯參數(shù)為3.2V60Ah。

使用循環(huán)充放電測試儀對動力電池組進(jìn)行循環(huán)壽命測試，試驗(yàn)方法和步驟如下：

（1）20℃下靜置10min，以87.6V電壓30A電流恒流充電，然后恒壓充電至電流為3A時(shí)，充電停止；保護(hù)電壓3.7V，當(dāng)電芯電壓超過3.7V時(shí)充電立即停止；

（2）靜置10min，5A電流恒流放電至2.8V；

（3）重復(fù)步驟（1）-（2），循環(huán)至初始容量的80%左右，統(tǒng)計(jì)循環(huán)壽命。

記錄的過程數(shù)據(jù)包含：時(shí)間、端電壓、電流、溫度、充放電容量、壓差、24節(jié)電芯各自的電壓。

1.2動力電池組循環(huán)壽命測試結(jié)果

電池的循環(huán)使用壽命是評價(jià)電池性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)，指以電池充電和放電1次為1個循環(huán)，按照一定測試標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)電池容量（一般為放電容量）降到某一規(guī)定值（一般規(guī)定為初始容量的80%）以前，電池經(jīng)歷的充/放電循環(huán)總次數(shù)。

根據(jù)以上測試方案，電池組的初始容量為60Ah，當(dāng)電池組循環(huán)過程中低于48Ah時(shí)，停止測試，統(tǒng)計(jì)循環(huán)次數(shù)為159次。

循環(huán)壽命測試曲線如圖1所示。電動汽車動力電池組循環(huán)壽命159次后，放電容量已經(jīng)下降到47.9Ah，首次跌破48Ah（初始容量的80%），所以此動力電池組的循環(huán)壽命為158次，此循環(huán)壽命遠(yuǎn)低于平均次數(shù)，判斷此電池組為異常電池組。