改進蓄電池壽命的一些方法

hzjheng.cn 來源：電動車商情　　　電動車商情網(wǎng) 作者：俠名類別：電動車維修時間：2004-8-6 1

1、蓄電池配組出廠要使蓄電池質(zhì)量不斷改進提高，除嚴(yán)格控制各種生產(chǎn)原材料、零部件及工藝外，還必須使蓄電池配組出廠。單體電池的性能再優(yōu)良，質(zhì)量再好，若同時使用的各單體電池特性不一致，都會導(dǎo)致蓄電池組整體急劇衰退和部分電池的加速損壞。故保證蓄電池組特性的相對一致和確保單體電池一致性充電這兩個環(huán)節(jié)至關(guān)重要。這也是蓄電池在電動自行車上成功應(yīng)用和保證蓄電池特性充分發(fā)揮的關(guān)鍵。單體電池一致性由3個方面構(gòu)成：各單體電池固有特性的差異性；組合封閉前的初始狀態(tài)；性能變化過程中的離散性（即變化、衰退的不一致性）。電動自行車的電源系統(tǒng)多數(shù)采用36V，少數(shù)為24V。36V電源系統(tǒng)由3只12V10Ah(或6只6V10Ah）閥控密封鉛酸蓄電池串聯(lián)而成，當(dāng)蓄電池組由多個單體電池串聯(lián)組合使用時，即使單個電池質(zhì)量完好，由于各單體電池特性不可能完全一致，因此，蓄電池組在實際工作時，每只電池的工作狀況是有差異的。放電時，每只電池的端電壓隨放電時間的推移，下降率也不一樣，在達到蓄電池組放電終止電壓時，就會出現(xiàn)某一只電池過放電的情況；充電時，由于各只蓄電池剩余容量及端電壓的差異，當(dāng)采用恒壓串聯(lián)充電時，在充電后期經(jīng)常出現(xiàn)一只電池已充足或過充，而其他幾只尚未充足的現(xiàn)象，如此循環(huán)下去，必然使某一只電池先失效，進而導(dǎo)致整組電池提前報廢。就內(nèi)部單個電池而言，組合使用比單個使用更容易發(fā)生過充電或過放電現(xiàn)象，且不易被發(fā)現(xiàn)。其加速損壞表現(xiàn)在2個方面：（1）對蓄電池組內(nèi)單體電池而言，每次的過充或過放程度更甚于單個電池獨立使用，因而加劇損壞的程度更大，速度(Tempo)更快；（2）當(dāng)一個單體的特性加劇惡化時，將導(dǎo)致電池組內(nèi)其他單體發(fā)生多米諾骨牌效應(yīng)的連鎖性、加劇性損壞。從理論上說，每只電池的容量、內(nèi)阻、充電接受能力、循環(huán)壽命等各項技術(shù)指標(biāo)可能完全一致，但是，事實上是完全不可能的。蓄電池的生產(chǎn)工藝是一個很復(fù)雜的工藝過程，從鉛粉制造、板柵合金、鉛膏和制、蓄電池零部件制造到各種工藝條件的控制以及材料、工藝的離散性和環(huán)境溫度、濕度的影響，即使是同一批、同型號產(chǎn)品，也會存在各項過程的微小差異。由6個（或3個）單體蓄電池串聯(lián)成的一只12V（或6V）電池，其積累誤差就比較大了。因此，要求每只電池完全一樣是不現(xiàn)實的，也是蓄電池制造廠難以達到的。對機械化程度相對較低的蓄電池生產(chǎn)廠來說，除了嚴(yán)格控制各種生產(chǎn)原材料、零部件公差及工藝過程外，蓄電池必須要進行配組后，方可出廠。下面介紹一些配組方法，常用一致性配組（也稱為“分選”）方法有以下幾種：（1）電壓配組法。又分開路電壓配組法和負載電壓配組法。開路電壓配組法操作最為簡單，但最不準(zhǔn)確，甚至?xí)a(chǎn)生錯誤的結(jié)果。負載電壓配組法相對也比較簡單，但僅考慮了帶負載時的電壓情況，并沒有考慮到帶負載時間、負載變化和輸出容量等因素，因此也不合理。（2）內(nèi)阻匹配法。該方法可以瞬間、快速測量。但該方法現(xiàn)階段只能作為定性參考，要作為定量、精確的判定依據(jù)，在理論上和現(xiàn)實中還有許多問題沒有解決。首先是在理論上尚未確定電池內(nèi)阻與電池特性間的相互關(guān)系和邊界條件。而現(xiàn)在多采用初始數(shù)據(jù)對比來運用該辦法，因而較為粗糙，有較大的局限性。其次是要準(zhǔn)確、精確測量內(nèi)阻，實現(xiàn)上有較大難度。這是因為作為可觀測的內(nèi)阻由靜態(tài)內(nèi)阻和極化內(nèi)阻2部分組合而成，而我們關(guān)心的是電池的靜態(tài)內(nèi)阻。因此，在測量時，要除去極化內(nèi)阻的影響，這是比較困難的。（3）容量配組法。按規(guī)定充放電條件，測量電池的放電容量，以容量相近和開路電壓相近的蓄電池進行配組包裝。這種方法只能說明在規(guī)定充放電條件下，其容量相同，而電池的特性是隨工作狀態(tài)和使用環(huán)境的不同而變化的。因此，不能保證蓄電池在實際過程中的特性及其變化的一致性。（4）蓄電池綜合特性配組法。蓄電池綜合特性配組法是利用電腦測試系統(tǒng)不僅進行容量配組，而且根據(jù)蓄電池特性任意設(shè)定蓄電池的測試環(huán)境和條件，統(tǒng)一施加到樣本數(shù)足夠大的待測蓄電池群上，然后將在該測試環(huán)境和條件下采集獲取的所有待測蓄電池的特性數(shù)據(jù)進行全過程相關(guān)處理，并根據(jù)相關(guān)性判定指標(biāo)，自動生成具有同一特性各子集空間，并按子集空間大小降序排列，輸出最大配組率的配組結(jié)果報告，并給出相應(yīng)的指示。這樣就可以根據(jù)配組報告或?qū)?yīng)通道的指示，極其方便地將待測蓄電池準(zhǔn)確地分檢出來進行組合包裝。這種配組方法可較好地確保蓄電池在實際使用環(huán)境中的特性一致。 2、對充電器充電方式進行改進雖然三段式充電器的充電方式基本上能滿足蓄電池的使用要求，但仍存在著一些不足，為改進這些不足，三段式充電器充電參數(shù)的設(shè)定應(yīng)根據(jù)所配蓄電池單體極板面積大小、電極特性、電解液密度、充電接受能力、充放電循環(huán)后蓄電池特性的變化以及蓄電池的溫度特性等來設(shè)計，而蓄電池的溫度特性則是許多三段式充電器生產(chǎn)廠忽略的，充電電壓應(yīng)有溫度補償，當(dāng)蓄電池溫度發(fā)生較大變化時，充電電壓應(yīng)做相應(yīng)調(diào)整，參見表1。目前，市場(Rialto)上出現(xiàn)了一些改進型的充電器，如微電腦控制四段式(恒流—恒壓—均充—浮充)充電器，負脈沖、慢脈沖充電器等，這些充電器對延長蓄電池的壽命均有一些效果。尤其是帶有均充功能的充電器對提高深循環(huán)放電蓄電池的壽命是很有利的。據(jù)試驗對比，同一廠家、同一批蓄電池，36V蓄電池組以5A電流放電至31.5V終止，充電分別用三段式充電器和四段式充電器進行循環(huán)壽命測試，用三段式充電器充電的蓄電池組循環(huán)次數(shù)為240次，而用四段式充電器充電的蓄電池組循環(huán)數(shù)次達350次。因此，電動自行車充電器必須具備均衡充電功能，在保證每只蓄電池既不過充，又不欠充的條件下，可使蓄電池組達到較長的循環(huán)壽命。 3、合理選用四大件并正確使用蓄電池、充電器、直流電動機、控制器四大件相互之間特定參數(shù)是否適配，也會對蓄電池的性能發(fā)揮產(chǎn)生影響。因此，在設(shè)計電動自行車時，應(yīng)充分考慮這些參數(shù)的適配性。在選擇電動自行車時，應(yīng)選用性能較好、效率平臺范圍較寬的電動機以及帶有電壓滯環(huán)控制欠壓保護功能的控制器。還要引導(dǎo)消費者正確使用電動自行車，更合理地對蓄電池進行充電，根據(jù)使用情況確定充電時間，對放電深度較深的蓄電池應(yīng)及時充電，而對淺放電的蓄電池則不宜隨用隨充，在不影響下次使用的前提下，待蓄電池電量用到70%左右時再充電較為適宜。