安全的性能已經(jīng)成為鋰離子電池的一個(gè)重要指標(biāo)，成為除成本因素外另一個(gè)制約鋰離子電池應(yīng)用的關(guān)鍵指標(biāo)。由于鋰離子電池的特性，在開始的使用階段并不會(huì)顯示出電化學(xué)行為的異常。這些潛在的缺陷給判斷鋰離子電池是否合格帶來困難。本文作者歸納和總結(jié)了國(guó)內(nèi)外常用的鋰離子電池安全性能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，通過分析發(fā)現(xiàn)，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)鋰離子電池安全性的潛在風(fēng)險(xiǎn)缺乏檢測(cè)方法和評(píng)判依據(jù)，未形成快速、有效的鋰離子電池安全性檢測(cè)方法或篩選方法。根據(jù)電池類型，電池管理系統(tǒng)也可分為鋰離子電池、鉛酸電池、鎳電池、液流電池等不同種類。杭州通用BMS電池管理測(cè)試系統(tǒng)供應(yīng)商
鋰電池衰減機(jī)理。鋰離子電池為“搖椅式”電池，正負(fù)極的活性材料可以看作容納鋰離子的兩個(gè)水桶，鋰離子相當(dāng)于桶里的水。電池的性能衰減可以理解為“水”變少（即活性鋰離子損失），或“桶”變?。ㄕ龢O或負(fù)極活性物質(zhì)變少）。導(dǎo)致活性鋰離子損失的主要原因是：電極與電解液副反應(yīng)形成鈍化膜（如SEI膜）；由于充放電電池膨脹收縮疲勞導(dǎo)致電極龜裂，導(dǎo)致電極與電解液副反應(yīng)形成新的SEI膜，消耗鋰離子；不當(dāng)充電導(dǎo)致的析鋰與電解液反應(yīng)消耗鋰離子。導(dǎo)致活性材料損失的主要原因包括：材料中的錳、鐵或鎳等離子溶解；活性材料顆粒脫落；活性材料晶格塌陷。目前SOH 估計(jì)方法主要分為耐久性經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ凸烙?jì)法和基于電池模型的參數(shù)辨識(shí)方法。上海自動(dòng)化BMS電池管理測(cè)試系統(tǒng)生產(chǎn)廠家BMS電池管理系統(tǒng)功能：?jiǎn)误w電池間的能量均衡。
一般地，鋰離子電池適宜的工作溫度為15~35℃，而電動(dòng)汽車的實(shí)際工作溫度為-30～50℃，因此必須對(duì)電池進(jìn)行熱管理，低溫時(shí)需要加熱，高溫時(shí)需要冷卻。熱管理包括設(shè)計(jì)與控制兩方面，其中，熱管理設(shè)計(jì)不屬于本文內(nèi)容。溫度控制是通過測(cè)溫元件測(cè)得電池組不同位置的溫度，綜合溫度分布情況，熱管理系統(tǒng)控制電路進(jìn)行散熱，熱管理的執(zhí)行部件一般有風(fēng)扇、水/油泵、制冷機(jī)等。比如，可以根據(jù)溫度范圍進(jìn)行分檔控制。Volt插電式混合動(dòng)力電池?zé)峁芾矸譃?種模式：主動(dòng)（制冷散熱）、被動(dòng)（風(fēng)扇散熱）和不冷卻模式，當(dāng)動(dòng)力電池溫度超過某預(yù)先設(shè)定的被動(dòng)冷卻目標(biāo)溫度后，被動(dòng)散熱模式啟動(dòng)；而當(dāng)溫度繼續(xù)升高至主動(dòng)冷卻目標(biāo)溫度以上時(shí)，主動(dòng)散熱模式啟動(dòng)。
當(dāng)鋰電池工作溫度為90~120 ℃時(shí)，SEI 膜將開始放熱分解，而一些電解質(zhì)體系會(huì)在較低溫度下分解約69℃。當(dāng)溫度超過120℃，SEI 膜分解后無法保護(hù)負(fù)碳電極，使得負(fù)極與有機(jī)電解質(zhì)直接反應(yīng)，產(chǎn)生可燃?xì)怏w將。當(dāng)溫度為130 ℃，隔膜將開始熔化并關(guān)閉離子通道，使得電池的正負(fù)極暫時(shí)沒有電流流動(dòng)。當(dāng)溫度升高時(shí)，正極材料開始分解（LiCoO 2 開始分解約在150 ℃，LiNi0.8Co0.15Al0.05O2在約160 ℃，LiNixCoyMnzO2 在約210℃，LiMn2O4 在約265 ℃，LiFePO4在約310℃）并產(chǎn)生氧氣。電池管理系統(tǒng)能檢測(cè)收集并初步計(jì)算電池實(shí)時(shí)狀態(tài)參數(shù)。
溫度對(duì)電池性能影響較大，目前一般只能測(cè)得電池表面溫度，而電池內(nèi)部溫度需要使用熱模型進(jìn)行估計(jì)。常用的電池?zé)崮Ｐ桶憔S模型（集總參數(shù)模型）、一維乃至三維模型。零維模型可以大致計(jì)算電池充放電過程中的溫度變化，估計(jì)精度有限，但模型計(jì)算量小，因此可用于實(shí)時(shí)的溫度估計(jì)。一維、二維及三維模型需要使用數(shù)值方法對(duì)傳熱微分方程進(jìn)行求解，對(duì)電池進(jìn)行網(wǎng)格劃分，計(jì)算電池的溫度場(chǎng)分布，同時(shí)還需考慮電池結(jié)構(gòu)對(duì)傳熱的影響（結(jié)構(gòu)包括內(nèi)核、外殼、電解液層等）。BMS電池管理系統(tǒng)功能：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示。杭州通用BMS電池管理測(cè)試系統(tǒng)供應(yīng)商
BMS電池管理控制系統(tǒng)時(shí)刻監(jiān)控電池的使用狀態(tài)。杭州通用BMS電池管理測(cè)試系統(tǒng)供應(yīng)商
經(jīng)測(cè)算，針對(duì)三元鋰電池，常溫狀態(tài)下單體電池SOC 估算偏差可達(dá)較大2%，平均估算偏差1%。同時(shí)針對(duì)電池單體間的不一致性，使用基于剩余充電電量一致等均衡策略，較大程度的揮電池的較大能效。電池內(nèi)短路的快速識(shí)別:電池內(nèi)短路是較復(fù)雜、較難確定的熱失控誘因，是目前電池安全領(lǐng)域的國(guó)際難題，可導(dǎo)致災(zāi)難性后果。電池內(nèi)短路無法從根本上杜絕，目前一般是通過長(zhǎng)時(shí)間（2 周以上）的擱置觀察以期早期發(fā)現(xiàn)問題。在電池的內(nèi)短路識(shí)別方面，擁有10 余項(xiàng)世界范圍內(nèi)率先的**及專利許可。利用對(duì)稱環(huán)形電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（SLCT）及相關(guān)算法，可以在極短時(shí)間內(nèi)（5 分鐘內(nèi)）對(duì)多節(jié)電池單體進(jìn)行批量?jī)?nèi)短路檢測(cè)，能夠識(shí)別出0~100kΩ量級(jí)的內(nèi)短路并準(zhǔn)確估算內(nèi)短阻值。這種方法可明顯降低電芯生產(chǎn)企業(yè)或模組組裝廠家的運(yùn)營(yíng)成本，提高電池生產(chǎn)及使用過程的安全性。杭州通用BMS電池管理測(cè)試系統(tǒng)供應(yīng)商