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3.电芯替换技术

电芯替换技术主要解决电池组在电芯替换时，替换的电芯与原电池组的匹配问题，匹配性的好坏直接决定了替换后电池组的使用寿命。

3.1 电池配组系统

电池配组系统的工作流程如下：

(1)用于替换的电芯(可以是新电芯也可以是旧电芯)，通过电芯性能测试系统，获得该电池的开路电压、容量、充/放电曲线等信息，并录入到电芯模型库中，该模型库中存有所有拟用于替换的电芯信息;

(2)待配组的电池组通过电池组性能检测系统，获得电池组内所有电芯的开路电压、容量、充/放电曲线等信息，准确挑出需要更换的“短板电芯”，同时根据该箱电池中其他电芯的真实性能和容量整体评估的结果，给出需要进行匹配的电芯需求信息;

(3)通过电芯的开路电压、容量、充/放电曲线的比对，在电芯模型库中，找出匹配度较好的电芯，测试通过则替换过程完成。

3.2 电池组性能检测

电池组性能检测系统主要是有2个功能：通过对电池组内所有电芯的开路电压、容量、充/放电曲线等信息查询，准确挑出需要更换的“短板电芯”;验证重新装配后的电池组是否匹配良好。

检测系统构成的便捷式设备主要由程控充电机、程控负载、无线采集系统、总控制器组成。电池组性能检测设备原理如图3所示。系统通过对电池组中BMS(电池管理系统)的通信获得电芯信息。

以替换前后动力电池组为例，电池组性能检测系统开启，对电池组各单体电芯到达放电截止电压点时(截止电压2.8V)电压、压差(放电截止时单体电压最高值和最低值差)、充/放电容量等信息进行检测。

检测数据表明，第10节电芯的充电容量为51.54Ah，放电容量为52.34Ah，初始放电容量为60Ah，充/放电值均比整组低，放电时尤为明显，放电值略低0.05V左右，说明充电和放电容量都不足，此时整组电池容量为初始容量的87.23%，第10节单体放电时最先到达放电截止电压，且压差为0.344V，不符合压差不超过0.22V的规定，故第10节电芯属于短板电芯，此时的电池组需要维护。

将第10节电芯替换后，电池组放电截止时所有单体电芯的电压信息见表2。替换后电池组容量57.58Ah，压差0.213V。基于上述研究提出替换指标，即电池容量下降为初始容量的90%~92%，压差达到0.22V左右时，要对电池进行维护，参考值以容量值为主、压差值为辅。

4.电芯替换后循环寿命试验

证重组匹配成功后，按照测试方案继续进行测试。

在电芯替换前，针对某一电池组的循环测试过程中，因其容量衰减速率较快，在其循环到277次，容量降至52.34Ah(约为初始容量的87%)。对其采用电芯替换措施后，其放电容量立刻得到提升，当循环次数为1062次，放电容量为47.99Ah(约为初始容量的80%)，表明电池组循环寿命为1061次，说明电芯替换方法能有效延长电池组寿命。

5.结语

电芯替换技术可以提高电芯的一致性，保持电池组的可用容量和延长循环使用寿命。尤其在部分电池组中存在“短板电芯”导致可用容量骤降及寿命缩短的情况下，维护效果更加显著。随着电动汽车的推广，基于电芯替换的电动汽车动力电池组维护技术，具有良好的经济性和广阔的应用前景。

原标题：解析：如何维护更换电芯的电动汽车

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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