1共同性定義

鋰電池的共同性，眼前看，是指一組鋰電池重要特征參數的趨同性，是一個相對概念，沒有最共同，只有更共同。同一個電池包內的多串電芯，每一個參數，最好悉數處在一個較小的規模內，是為共同性好。

加入時刻維度，共同性是指電池包內悉數電芯全生命周期內悉數特性參數的共同性，添加考慮容量衰減的不共同，內阻增長的不共同，老化速率的不共同。整個電池包的壽數，是我們重視共同性的終究著眼點。

有學者依據時刻的推移，把參數之間的相互作用放在一張圖上，如下圖所示。時刻為橫軸，參數為縱軸，幾個參數跟隨時刻變化放到一個表里，交織成一張網，作為我們思考共同性的出發點。

尋求共同性的目，除了在當時狀態下，發揮出電池包的最大才能(包含最大功率，最大電流，最大可用容量)，還想要這樣的才能保持盡量長的時刻。

2共同性的點評規模

個人了解，共同性是一輛電動汽車上，作為動力的悉數電芯的共同性，無論串聯聯系還是并聯聯系。下面內容沒有做全面討論，只是舉例闡明。

2.1并聯狀況

直接舉例。放電才能低的電芯(代號B)與其他正常電芯并聯，成為一個并聯模組D，比方這是一個10只電池并聯的模組。系統放電，每個并聯模組都需求提供相同的電流，比方100A。其他正常的并聯模組，每只電池放電10A;B最大只能放出1A電流，則其他9只電池，每只需求放出11A。一般狀況下，長期超負荷，相比其他并聯模組，這些電芯的老化速率更快。某一天，這個并聯模組整體的最大放電才能無法到達設計最大才能。這個并聯電池組，成了整個電池包放電才能的瓶頸。

2.2串聯狀況

依照電動汽車上的一般景象，串聯聯系首要在模組與模組之間。接續前面并聯狀況的劇情，整個電池包內出現了一個老化程度比其他電池組都深的電池組D，D的容量小，而內阻大。反應到SOC與開路電壓的曲線上，同一SOC對應的開路電壓，D端電壓偏高。整個電池包充電，D最先到達充電截止電壓，電池包停止充電。其他模組還沒有吃飽，他現已要撐破肚皮，因為它老了，飯量變小了。

因此，單體共同性，不是某一個焊接在一起的模組內部的事，而是對同一輛車上所有動力電池的要求。

3不共同性的表鋰電池，

電壓不共同，在化成后，經歷同樣的充放電進程，靜置滿足時刻，在同樣的環境溫度下，待點評電芯充電到相同SOC。測量其開路電壓，此刻表現出來的電壓差距，便是單體電芯的電壓不共同性。有研討顯現，單體電芯的開路電壓，符合正態散布。便是說，我們所有進步共同性的努力，只能改變參數的集中度。

內阻不共同，電芯內阻是電芯功率特性的重要表征，也是電芯成組后，電芯性能參數進一步離散化的原因之一。內阻不共同可以構成溫升不共同，是引發其他參數進一步離散化的一類原因。

內阻，同樣是模組成組后的檢測指標。從電芯單體組裝成模組，要經歷焊接或許機械結構夾持等成組進程，成組工藝的共同性，反應到成型后的模組上，便是模組的內阻。

容量不共同，壽數不共同，依照現在的壽數衡量標準，可用容量和壽數緊密聯系在一起，這里一起闡明。

容量一般都會作為電芯分組的初選內容，是電芯不共同最重要的參數表現。構成容量不共同的原因很多，而且多數都是制作進程的不共同的結果。

除了到達容量、內阻等壽數指標以外，壽數不共同的另外一層意義是，電池失效時刻不共同。有研討表明，并不一定是容量最小的電芯或許工作條件最惡略的電芯最先到達壽數的結尾。每顆電芯從出世開始，其抗衰老的才能現已存在差異。

溫升不共同，每只電芯，除了直接影響發熱的內阻要素外，其內部電化學物質制作進程中構成的不共同，對發熱量也會產生影響。每一只電芯在電池包中所處位置不同，構成其散熱條件的差異，終究也會導致電芯溫升不共同。

4共同性點評

研討人員運用各種計算辦法來點評共同性的好壞。有的廠家用標準差，以標準差的大小來衡量一組電芯參數的集中度，在計算學意義上是合理的。

有的廠家直接運用一組數據的極差，最大最小值的差值，雖然無法全面描繪一組電池的悉數參數散布狀況，但對于當時的電池管理系統BMS的控制邏輯來說，也是一種合理選擇。況且，運用極差是最為簡潔的一種辦法。

5分選辦法

在既有的生產才能和工藝水平下，解決鋰電池共同性問題常見的有三條路，一是合理分選，把性能參數相近的電芯放在一個電池包里運用，極力是電芯初始狀態共同;二是進步熱管理水平，為電池提供更適宜且更均勻的工作環境溫度，避免初始的不共同進一步惡化;三是進步電池管理系統全面監控的才能和均衡才能，力求改進現已發生的不共同狀況。

本節把重點放在分選辦法上。

工廠里，一般電芯分選前后的流程如下圖所示：

分選辦法，依照采樣電芯的狀態不同，可以分紅靜態分選和動態分選。

5.1靜態分選

傳統上，應用較多的是靜態分選。靜態，是指電芯參數與工作狀態無關。通常，被用來做靜態分選的參數包含電池的容量，開路電壓和內阻等。

有的辦法是直接依照參數數值大小區分區間，落在同一個區間內的電芯即為一組;

有的在開始分組后，再在組內以另一個參數為考察方針，繼續把電芯做更細化的分組。比方先按容量區分紅5個組以后，再依照內阻，把每個組進一步分紅3組，最后，一個批次的電芯被區分紅15組。

有的在收集重視的參數樣本后，采用計算學算法，使得參數相近的天然歸類為一組，應用較多的是聚類法。

聚類法是一類計算剖析算法的總稱，其主旨是將一個參數的樣本組，依照天然篩選出來的數據中心凝集成若干組，完成分組的意圖。聚類法其內涵和它所包含的子算法十分多，有興趣可自行百度。這里只需了解，這是一種無須人工干預的天然分組辦法即可。聚類剖析，既可以用在靜態分選的樣本數據上，也可以用來剖析動態樣本。

在很長一段時刻里，靜態分選都是鋰電池行業的首要分選辦法。但靜態分選無法反應電池工作進程中的參數特點。電化學反應是一個雜亂的動態進程，簡略的用電池的幾個靜態參數，無法準確歸納電芯的未來特性。

5.2動態分選

動態分選，是基于電池充放電等工作進程中，電芯參數有所不同進行分組的工作辦法。

一類辦法是把電芯恒流充放電作為研討進程。有的算法把電壓時刻曲線作為分類方針，利用計算學算法，把曲線特征區分組別;有的重視進程中的電壓、容量、內阻、放電平臺、電芯厚度等參數，并進行分類;

另一類，是把恒流恒壓充電進程作為研討進程。有的把恒壓恒流曲線上的采樣點與均值點之間的歐式間隔作為方針參數進行聚類剖析，完成電芯分組;有的在前面辦法的基礎上改進采樣規矩，使得電流對時刻的變化率較大的區域采樣點更密集，同時確保采樣不會低于一個最小步長。

還有一類，考慮電動汽車實際運行中可能遇到的脈沖電流狀況，認為電流的大小會極大的影響電芯的極化狀態。因此在前面恒流恒壓充電曲線的分組基礎上繼續細化分組，給電芯加載脈沖電流，把電芯端電壓作為分組依據。

5.3分選結果的驗證辦法

最理想的分選結果是，電池包內悉數電芯同時到達壽數結尾。但實物的老化測試辦法，成本高，耗時長，在文獻中很難見到此類驗證進程。

應有較多的分組驗證辦法是極差計算和標準差計算，也有利用實車運行數據中大功率沖擊工況進行的模型仿真驗證。