木桶能盛多少水，是靠最短的那一塊木板來(lái)決定的。我們說(shuō)，這是“木桶原理”。如果把鋰離子電池組比喻成是一個(gè)盛水的木桶，那么組成電池組的鋰電芯就是組成這個(gè)木桶的木板，性能最差的那一顆電芯，決定了電池組的整體性能。

鋰離子電池組PACK中，電芯的一致性尤為重要。電芯一致性較差的電池組，容量、循環(huán)壽命以及充放電特性等性能，會(huì)受到一定的影響。隨著鋰電池組使用的充放電次數(shù)增加，這種影響也將越來(lái)越大。這個(gè)“木桶原理”它的影響到底有多大呢？

 

鋰離子電池組PACK，遵循“木桶原理”

很大一部分原因是鋰電池組BMS的管理控制。鋰電池組的BMS是有單節(jié)過(guò)充跟單節(jié)過(guò)放保護(hù)的，以保護(hù)鋰離子電芯在安全可靠的電壓范圍進(jìn)行充放電，避免電芯在過(guò)充或者過(guò)放時(shí)影響性能壽命，甚至導(dǎo)致安全隱患。

 

一致性在電池組放電時(shí)的影響

三元鋰電芯，單體放電截止電壓為2.5V，BMS一般會(huì)設(shè)置單體過(guò)放保護(hù)為2.8V。鋰電池BMS的保護(hù)管理機(jī)制是，鋰電池組中任意一串電池電壓到達(dá)2.8V時(shí)，將開(kāi)啟過(guò)放保護(hù)，放電MOS管或繼電器會(huì)斷開(kāi)，整組電池組停止放電。

以三元鋰電池組10串1并為例。假設(shè)，10顆三元鋰電芯中，容量最低的1顆電芯是2000mAh，而其他9顆電芯容量都是2500mAh。鋰電池組放電時(shí)，這10顆電芯同時(shí)在放電，電芯的電壓隨著容量的減少而下降。當(dāng)容量較低的一顆電芯2000mAh放電結(jié)束時(shí)，電芯電壓會(huì)到達(dá)2.8V，而電池組中其他9顆電芯2500mAh的容量還有剩余，電壓在3.0V以上，但這時(shí)BMS已經(jīng)檢測(cè)到了電池組有一串電壓到達(dá)2.8V，開(kāi)啟了電池組過(guò)放保護(hù)，整組電池組停止放電。這樣就導(dǎo)致了整個(gè)電池組的放電容量只有2000mAh。

 

 

一致性對(duì)電池組充電時(shí)的影響，也類似放電時(shí)的狀況

三元鋰電芯單體充滿電壓4.2V，鋰電池組BMS設(shè)置單體過(guò)充保護(hù)在4.25V，電芯的電壓隨著容量增加而升高，當(dāng)容量較低的一顆電芯2000mAh充電完成時(shí)，電池電壓到達(dá)4.25V，而其他9顆電芯還未充滿電壓處于4.1V以下，但BMS已經(jīng)檢測(cè)到有一串電壓高于4.25V，就啟動(dòng)了電池組過(guò)充保護(hù)，整組電池組停止充電。這樣就導(dǎo)致電池組只充電了2000mAh。

就是這樣引發(fā)了“木桶效應(yīng)”，容量最低的電芯，決定了電池組的充電容量以及放電容量。一致性對(duì)鋰電池組的循環(huán)壽命以及充放電特性的影響，也是一樣遵循了“木桶原理”，電池組中循環(huán)壽命和充放電特性最差的一顆電芯，決定了電池組的整體性能。

 

電池組的一致性該怎么控制呢？

鋰電池組的一致性包括了開(kāi)路電壓、容量、內(nèi)阻。更加深層次的，還包括了K值（自耗電）、循環(huán)壽命、充放電特性等。鋰電池組在PACK前，都會(huì)對(duì)電芯進(jìn)行分選配組。配組的標(biāo)準(zhǔn)一般是：容量控制在1%之內(nèi)；電壓差值3mV；內(nèi)阻差值2mΩ之內(nèi)。

至于K值，循環(huán)壽命跟充放電特性等，這些一致性的因素，需要在電芯的源頭來(lái)控制，比如同批次生產(chǎn)的電芯材料體系需要一致，電芯批量生產(chǎn)的不良率控制，電芯批量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化，自動(dòng)化的控制等等。

控制好鋰電池組中電芯的一致性，讓鋰電池組在“木桶原理”的影響下，發(fā)揮性能到極致吧！