前、后一致性的保證以及如何影響電池系統(tǒng)的壽命、質(zhì)保因素

概述

鋰離子電池一致性主要指單體電池性能的一致特性，包括電池外特性的一致性（電壓、電流、內(nèi)阻），內(nèi)特性的一致性（容量、功率、能量）。其主要特點，是由化學(xué)性能決定了電性能特性。鋰離子電池一致性貫穿了從電芯的生產(chǎn)到電芯應(yīng)用環(huán)節(jié)的串聯(lián)成組及系統(tǒng)、客戶應(yīng)用環(huán)節(jié)，直到后期的梯級利用，每個環(huán)節(jié)，都需要圍繞其付出努力，包括成本的投入。

所以，我把它從設(shè)計的角度，劃分了一下：

前一致性，主要指電芯從材料開始生產(chǎn)過程，如材料的采購、混料、涂布、烘干等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，直到化成老化出廠；

備注：我們一般把電池的前一致性歸因于電芯企業(yè)，也主要分為幾類：

電池材料的影響

電池制造過程工藝的影響

電池在化成和分類的影響

后一致性主要指成組的設(shè)計過程，主要包括電芯從串聯(lián)成組開始，直到包體、系統(tǒng)，從熱、機、電等多方面設(shè)計因素來確保系統(tǒng)電性能的高度一致性。

一方面這是通過Module和Pack工廠進(jìn)行控制的

另一方面就靠內(nèi)部的熱管理和均衡來進(jìn)行調(diào)整

其實這里面，還需要追加一個環(huán)節(jié)，哪就是應(yīng)用一致性，包括車輛主要使用區(qū)域、客戶駕乘習(xí)慣等。這里我們重點來討論，做為設(shè)計人員可以把控的重點環(huán)節(jié)，前、后一致性的保證以及如何影響電池系統(tǒng)的壽命、質(zhì)保因素。

備注：從參數(shù)分解來看，以上部分是原因，衡量離散度，是根據(jù)電芯企業(yè)出廠和Pack企業(yè)進(jìn)廠和出廠檢測以及后續(xù)跟蹤統(tǒng)計參數(shù)進(jìn)行實現(xiàn)的。

前一致性精益求精，后一致性科學(xué)控制

電芯成組的主要目的，提升容量，提升能量，歸根到底就是提升電壓、提升電流。

一方面適應(yīng)整車對能量、功率的需求

一方面直接匹配電驅(qū)動系統(tǒng)

同時，在串聯(lián)提升電壓的過程，又符合“木桶”原理（以性能最低電芯為容量、功率、能量的計算）。所以，性能最好的電芯與性能最低的電芯差距越小，性能釋放最充分，也是最有利于能源的有效利用。但是隨著系統(tǒng)循環(huán)次數(shù)增加、時間增加，這個差距會變得越來越大，直到容量低于出廠時的標(biāo)稱容量的80%、70%這個界限，從功率、電量無法滿足整車需求的動力性、行駛里程而壽命告終。下面我們從一組各個廠家對車輛產(chǎn)品的質(zhì)量保證承諾可窺一斑。

上述所列案例說明，廠家何來質(zhì)保底氣？主體是電芯本體一致性已非常優(yōu)秀（前一致性），加上成組、成系統(tǒng)后的結(jié)構(gòu)設(shè)計、熱管理、電池系統(tǒng)管理、可靠的電器元件等集成設(shè)計的科學(xué)控制（后一致性），電池系統(tǒng)自然可以完美的配合整車達(dá)到壽命的要求。同時，像Tesla的底氣還來自于其前期產(chǎn)品model SModel X 運行數(shù)據(jù)：車輛里程達(dá)到15萬英里（24萬公里）大部分的車輛電池?fù)p失不到10%。

前一致性如何控制？

前一致性控制的幾個關(guān)鍵因素：入口的材料、生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)工藝、測試、老化方法及時長、篩選工藝等，越是在前端，投入的成本越低，后端越容易控制、分選。

后一致性如何控制？

這里平工沒寫全，我這里來補充一下，我們可以從Pack輸入階段進(jìn)行考慮，這里主要是對于電芯輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測，不過總體的思想還是要求電芯企業(yè)通過之前的前端一致性手段來作為主控手段，同一批次同一時間段在其參數(shù)上存在相對均一性，我們通過一定的檢測手段，快速做檢測來進(jìn)行篩選

Pack的設(shè)計，特別是軟件這塊可以做的很多呢，這里不展開了

終生保用

電芯的終生保用，除了是廠家更多的市場營銷成份之外，從技術(shù)角度，還需要有一個明確的質(zhì)保描述。否則就是一本糊涂帳。反而降低了客戶對品牌的認(rèn)可度。任何產(chǎn)品都是有使用期限的。沒有量化的質(zhì)保是一筆糊涂帳，最終無法真正意義取得客戶的信任。

小結(jié)：

電池的一致性，是一個永遠(yuǎn)無法完全解決的難題。但是可以通過各種技術(shù)及控制手段，提升一致性的高度，提升可利用電量，也是資源的有效利用。