蓄電池組壽命短問題分析及解決方法
電動自行車以其輕便、環(huán)保,、經(jīng)濟實用,,深受廣大用戶喜愛,近年來獲得了飛速發(fā)展,。據(jù)有關資料統(tǒng)計,,國內(nèi)2006年產(chǎn)量已達2000萬輛,國內(nèi)保有量約5000萬輛,,且市場廣闊,,發(fā)展前景非常好。但在實際使用中,,電池組壽命較短,,行駛里程下降較快,其統(tǒng)計平均壽命僅為一年左右,,遠遠未達到其額定壽命,,這是電動車使用中長期存在的一個大問題。目前電動車的四大電氣部件-——電機,、電池,、控制器、充電器的技術開發(fā)和生產(chǎn)制造都是比較成熟的,,因而電池組壽命短成為電動車使用中最tu出的一個問題,,這不但影響了電動車的使用性能,增加使用成本,,從長遠看,,也在一定程度上影響和制約了電動車的進一步的發(fā)展和應用。
目前電動自行車所用的電池一般為鉛酸蓄電池,,今后若干年內(nèi)也不會有根本性的改變,。鉛酸蓄電池的制造技術已經(jīng)比較成熟,對于在使用中存在的壽命短,,遠遠低于其額定壽命的問題,,除提醒用戶注意使用得當外,還必須從技術上加以解決,。為此,,我們針對電動車使用工況各異,電池組頻繁充放電的特點,,對此問題進行具體分析,,確定解決此問題的方向和途徑,以求盡快研究出解決這一難題的方法,,取得根本性的技術突破,,從而*解決這一問題,。
對于電池性能的惡化以致?lián)p壞各種情況的分析表明,電池發(fā)生脫粉,,失水,,極板拱曲、斷裂,,以至ji板短路等故障,,其主要原因都是過充過放。充電末期,,電池極化電壓增大,電解水現(xiàn)象產(chǎn)生氣泡,,內(nèi)部損耗增大,,溫升提高,過量充電會損傷電池;放電末期,,有效化學物質(zhì)反應將盡,,內(nèi)部微孔堵塞,電池內(nèi)阻增大,,此時的過度放電也會損傷電池,,因此,過充過放都是應該盡量避免的,。
電動自行車采用串連蓄電池組,,使用時要頻繁地反復進行充放電循環(huán),由于材料和制造工藝上的差異,,在使用期間,,電池組電池之間必然會產(chǎn)生容量和性能差異,即電池的不均衡,。充電時,,容量較小、性能較差的電池會產(chǎn)生過充電現(xiàn)象;而在放電時,,容量較小,,性能較差的電池又會產(chǎn)生過放電現(xiàn)象。不斷的過充過放使得差電池的容量愈來愈小,,性能愈來愈差,,這種頻繁的惡性循環(huán)過程,加速了差電池的損壞,,從而使得整個蓄電池組性能惡化,,這是影響電池組使用壽命的主要原因。在電池組維修更換的實踐中,,絕大多數(shù)情況下,,電池組的損壞實際上只有一只電池(極少數(shù)是2只)損壞,,這也證明了上述分析是正確的。
木桶理論指出:木桶的最大水容量是由其最di的一塊木板高度決定的,。與此類似,,串聯(lián)蓄電池組的最大放電量(可用容量)是由電池組中性能最差的一只電池的容量決定的,最差一只電池的電量放完,,電壓大幅度下降,,電動車即會停止運行,此時電池組內(nèi)好電池中剩余的電量也無法利用,,電動車的行駛距離縮短,,這是串聯(lián)電路的性質(zhì)決定的。
不論電池組在出廠時如何進行精密配組,,其在使用過程中,,電池之間的不均衡是絕對的,是一定會發(fā)生的,,由于不均衡引起的差電池的過充過放,,惡性循環(huán),加速損壞,,以致使整個電池組可用容量大幅降低是影響電池組壽命的主要原因,。因此如何從技術上解決電池間的不均衡問題,對電池在使用過程中進行實時在線均衡調(diào)節(jié),,達到均衡的目的,,從而有效地防止過充過放,是解決電池組壽命短這一問題的關鍵,。
電池的硫化也是影響其壽命的因素之一,,蓄電池長期充電不足,放電后長期未充電,,電動車長期不用,,電池失水致使硫酸密度增大,過量放電都會使電池發(fā)生硫化,,致使電池有效活性物質(zhì)減少,,內(nèi)阻增大,電池容量降低,,性能惡化,,這一般是因為使用不當所引起。由于多數(shù)電動車用戶專業(yè)知識不夠,,使用中情況各異,,以致使電池硫化現(xiàn)象不同程度地存在,影響電池組的使用壽命,。針對這一情況,,很多廠家生產(chǎn)電池修復儀,、電池修復液,對已硫化的電池進行事后處理和修復,,近年來,,這種維修技術發(fā)展很快,甚至成為一個產(chǎn)業(yè),,主要的就是解決電池硫化問題,。但費工費時也只能程度不同地解決這一問題。根據(jù)這一情況,,治標不如治本,,事后處理不如事前預防,治其未病才是上策,,最hao的解決辦法是在電池的整個使用過程中(充電,、放電全程),對電池進行在線實時處理,,從根本上防止硫化現(xiàn)象的發(fā)生,即使對于特殊情況下(如長期不用)發(fā)生的硫化亦具有修復功能,,這樣就能很好地解決硫化問題,,同時也大大減少電池組的維修工作量,降低使用成本,。
綜上所述,,在實際使用中電池的不均衡引起差電池的過充過放,加速損壞是電池組壽命短的主要原因,,電池的硫化也是影響電池組壽命的因素之一,。運用現(xiàn)代微電子技術、自動控制技術對電池組使用過程進行實時在線動態(tài)均衡調(diào)節(jié),,對電池的硫化進行預防性的實時在線活化處理,,就能很好地解決上述問題,從而從根本上解決電池組壽命短的難題,。