Короткий ответ
Хотя технически возможно собрать аккумуляторную батарею из элементов разных марок, для аккумуляторных батарей промышленного назначения это делать настоятельно не рекомендуется . Различия в ёмкости, внутреннем сопротивлении (ВС), характеристиках старения и производственных допусках делают смешанные батареи более подверженными дисбалансу, снижению срока службы и повышению рисков для безопасности. Ниже мы объясним причины, дадим количественную оценку типичным последствиям и предложим рекомендации производителей.
Почему смешивание брендов создает проблемы
Механизмы простыми словами
- Во время зарядки: элементы с большей емкостью или меньшим сопротивлением достигают более высокого напряжения позже; выравнивание BMS может оказаться неспособным полностью защитить более слабые элементы.
- Во время разряда: элементы с низким ИЭ вырабатывают больше тока и меньше нагреваются; элементы с высоким ИЭ нагреваются сильнее и могут быть доведены до глубокого разряда.
- С течением времени: Различные пути старения (рост SEI, деградация катода, покрытие Li) вызывают расхождение напряжений и SoH, что постепенно усложняет балансировку.
Количественный пример (иллюстративный)
| Параметр | Клетка бренда А | Клетка бренда B | Удар при смешивании (упаковка 3S) |
|---|---|---|---|
| Номинальная мощность | 3000 мАч | 3100 мАч | Аккумуляторы ведут себя рядом с более слабым элементом: полезная емкость ~3000 мАч × 3 |
| Внутреннее сопротивление (тип.) | 22 мОм | 29 мОм | Ячейки с более высоким ИК-излучением рассеивают больше тепла → неравномерный рост температуры |
| Срок службы до 80% SoC | 800 циклов | 600 циклов | Срок службы упаковки ограничен брендом B; несоответствие сокращает общий срок службы |
| Типичный дисбаланс после 200 циклов | Разница напряжений между ячейками может превышать возможности балансировки BMS → повышенный риск перезаряда/переразряда | ||
Приведенные выше цифры являются иллюстративными — фактические значения зависят от химического состава, производственной партии и условий испытаний.
Наглядно: как несоответствие влияет на поведение стаи
Схема: под нагрузкой элементы с более низким IR выдают относительно большую долю тока; элементы с более высоким IR нагреваются сильнее и быстрее стареют.
Когда смешивание может быть допустимым (лабораторное или временное использование)
- Создание прототипов или стендовые испытания, в ходе которых срок службы и безопасность не являются критически важными, и инженер принимает компромиссы.
- Временный ремонт в полевых условиях при отсутствии идентичных элементов — но замена на соответствующие элементы при первой же возможности.
- Тщательно подобранные элементы разных марок, прошедшие проверку (одинаковый Ah, IR в пределах строгих допусков, одинаковый возраст партии) — все еще не идеальны для производства.
Лучшие практики — что делают производители (например, Huawen New Power)
- По возможности используйте идентичные элементы: одну и ту же модель, одну и ту же партию производства и код даты.
- Скрининг и сортировка ячеек: сортировка по емкости, внутреннему сопротивлению и напряжению холостого хода с учетом жестких допусков (например, ±1–2% емкости, ±5 мВ OCV).
- Сопоставление на уровне модулей: соберите ячейки в соответствующие модули, а затем объедините модули в пакеты (легче управлять отклонениями).
- Надежная BMS: точная оценка SOC, активная балансировка и мониторинг на уровне ячеек (напряжение, температура).
- Прослеживаемость поставщика: ведение учета партий и отчетов по испытаниям (OCV, IR, емкость) для каждой поступившей партии элементов.
- Проверочные испытания: испытания на цикличность работы, тепловизионная съемка и испытания на устойчивость к внешним воздействиям на уровне упаковки перед выпуском в эксплуатацию.
Практические рекомендации для покупателей и инженеров
- Укажите в запросе коммерческого предложения идентичную модель ячейки и предпочтительных производителей.
- Требовать от поставщика предоставления пакета OCV/IR/CSV емкости для поступающих ячеек.
- Запросите этикетки для отслеживания на уровне упаковки (партия → модуль → упаковка → серийный номер).
- Включите критерии приемки для максимальной дельты напряжения ячейки и разброса IR.
- Планируйте политику замены: заменяйте весь модуль/пакет, а не отдельные элементы в полевых системах.
- Бюджет на балансировку оборудования и проверку НИОКР (термические и циклические испытания).
Таблица быстрых решений
| Сценарий | Допустимый? | Действие |
|---|---|---|
| Массовое производство, критически важное для безопасности (EV/ESS) | Нет | Использовать идентичные ячейки + полная проверка |
| Испытания прототипа/стенда | Да (временно) | Документируйте, ограничивайте циклы, заменяйте перед развертыванием |
| Аварийный полевой ремонт | Условный | Используйте проверенные элементы; планируйте быструю замену |
| Клетки разных марок, но из одной партии, прошедшие скрининг | Возможно, но рискованно | Проведите расширенную проверку и консервативное снижение номинальных характеристик |
Примеры критериев приемки (предлагаемые)
Входной скрининг клеток (за партию):
• Допуск емкости: ±2% (при 0,2°C)
• Напряжение холостого хода (та же SoC): ≤ 10 мВ
• Разброс внутреннего сопротивления (DCIR): ≤ 10 %
• Визуальные/механические дефекты: не допускаются.
• Прослеживаемость: партия производителя, код даты, отчет об испытаниях
Более жёсткие допуски снижают балансировочную нагрузку и увеличивают срок службы упаковки, но увеличивают затраты на закупку. Обсудите компромиссные решения с производителем.
Свяжитесь с Huawen New Power
Если вам нужна помощь в определении источника клеток, критериев приемки испытаний или проведении скрининга входящих клеток, наша инженерная группа может предоставить консультацию, тестирование образцов и проверку на уровне упаковки.
Электронная почта: info@huawennewpower.com Веб: www.huawennewpower.com
