電動(dòng)車電池保用兩不是夢(mèng)

1、電動(dòng)車電池保用兩年不是夢(mèng)對(duì)于電動(dòng)自行車來(lái)說(shuō)，發(fā)展勢(shì)頭異常迅猛。幾乎沒有那個(gè)產(chǎn)品的發(fā)展速度能夠趕上電動(dòng)自行車的發(fā)展。與其他產(chǎn)品不同的是近幾年每年的實(shí)際產(chǎn)量都超過(guò)社會(huì)保有量。所以新增用戶多于老用戶。這樣，用戶多數(shù)處于“幼稚狀態(tài)”。這樣，很多用戶也比較關(guān)心車的外形和速度等等性能。經(jīng)過(guò)用戶數(shù)年的使用，發(fā)現(xiàn)電池問(wèn)題是購(gòu)買電動(dòng)自行車以后最大的消費(fèi)。這樣，逐步的由關(guān)心電動(dòng)自行車的外形、速度開始轉(zhuǎn)向關(guān)心電池的壽命。并且最大的用戶抱怨也是對(duì)電池的壽命不滿。這樣，提高電池壽命的問(wèn)題也越來(lái)越重要。特別是電摩的出現(xiàn)和發(fā)展，這種沒有身份的車正如預(yù)期的那樣僅僅主要3到6個(gè)月的壽命，這樣，電池壽命問(wèn)題幾乎稱為這個(gè)車種的死結(jié)

2、。多種多樣的“長(zhǎng)壽命電池”，延長(zhǎng)電池壽命的充電器層出不窮。但是，幾乎都沒有達(dá)到預(yù)期效果。一些電池制造商曾經(jīng)不斷的突破保用時(shí)間，但是，基本上以失敗而告終，甚至一些電池制造商損失慘重，逐步淡出電動(dòng)自行車配件供應(yīng)商的行列。人們似乎對(duì)此已經(jīng)開始喪失信心，開始認(rèn)為電動(dòng)自行車的電池壽命也就是一年而已，再探討延長(zhǎng)電池壽命是徒勞無(wú)益的。而一些后來(lái)者仍然看到其巨大的市場(chǎng)商機(jī)，不惜繼續(xù)打出招牌，突出的就是提出電摩電池的壽命也保用一年的做法。而凡是當(dāng)時(shí)提出電摩電池保用一年的電池供應(yīng)商無(wú)一不食言。因?yàn)殡娔﹄姵乇Ｓ靡荒辏瑤缀醯扔谫I一組電池最少要賠一組電池。無(wú)論那個(gè)電池制造商也無(wú)法承擔(dān)這樣的重負(fù)。這樣，電池保用15個(gè)月、

3、保用18個(gè)月的說(shuō)法在本屆上海國(guó)際自行車展中銷聲匿跡了。這樣，電池保用2年，幾乎是業(yè)界可望不可及的夢(mèng)想。一些車廠干脆就說(shuō)，即便電池能夠使用2年，也應(yīng)該保用一年，以次來(lái)掩飾電池壽命不理想這樣個(gè)無(wú)可奈何的現(xiàn)實(shí)。這樣，又為電池壽命的發(fā)展制造理論障礙。其實(shí)，無(wú)論電池保用一年還是二年，降低電池的用戶費(fèi)用消耗，始終應(yīng)該是車廠孜孜以求的目標(biāo)。那么如何提高電池的壽命，如何改進(jìn)電池的的使用環(huán)境等等問(wèn)題都是大家非常失望又關(guān)心的問(wèn)題。為了弄清楚延長(zhǎng)電池壽命的途徑，首先就要弄清楚電池的失效機(jī)理，以便對(duì)癥下藥。一、 電動(dòng)自行車電池的失效現(xiàn)象和原因與其它鉛酸蓄電池的使用環(huán)境不同，電動(dòng)自行車電池的失效原因有其特殊性。電動(dòng)自行

4、車的電池的循環(huán)次數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)多后備電源類的電池。例如，原郵電部1994763號(hào)電信網(wǎng)維護(hù)規(guī)程的規(guī)定，每年應(yīng)以實(shí)際負(fù)荷做一次核對(duì)性放電試驗(yàn)，放出容量的3040。每3年做一次容量試驗(yàn)，到使用6年以后，每年做一次容量試驗(yàn)。這樣，電信的電池如果不是頻繁的出現(xiàn)停電，電池很少處于放電狀態(tài)。假定每年遇到4次停電，這樣，在10年間電池放電也就是40次，所以電池的深循環(huán)壽命定為80次。同時(shí)，電信系統(tǒng)的電池放電深度也就是按照3040。而電動(dòng)自行車使用的電池依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，電池的壽命應(yīng)該是按照70標(biāo)稱容量的放電要達(dá)到350次。這樣，電動(dòng)自行車電池的放電深度和循環(huán)壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)電信系統(tǒng)的電池要求。另外，電動(dòng)自行車電池要求在8小時(shí)以

5、內(nèi)完成充電。這樣，不得不提高充電的電壓值，超過(guò)了電池的大量析氣電壓2.42V而形成了較塊速度的失水。而電信系統(tǒng)的電池是完全沒有這樣高的充電電壓的。同時(shí)，電動(dòng)自行車電池的放電電流很大，就是巡航期間的放電電流也接近于0.5C放電，啟動(dòng)的時(shí)候，放電電流會(huì)超過(guò)1C放電的。這樣，也在影響電池的使用壽命。由于電池特性的特殊要求，我們看到一些可以給核電站供應(yīng)鉛酸蓄電池的制造商也沒有步入電動(dòng)自行車電池供應(yīng)商的行列。一些規(guī)模可觀的電池制造商也逐步退出了電動(dòng)自行車電池供應(yīng)商的行列。而給電動(dòng)自行車供貨的電池制造商除了沈陽(yáng)松下以外，就沒有幾個(gè)成規(guī)模的電池制造商。雖然沈陽(yáng)松下供應(yīng)的電池的初期容量相對(duì)最低，按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)檢

6、驗(yàn)，其容量在合格與不合格之間，但是，其壽命相對(duì)比較長(zhǎng)。這樣，電動(dòng)自行車使用的電池的性能要求與傳統(tǒng)的密封電池不同，失效模式與傳統(tǒng)的電池失效模式存在很大的差異。出現(xiàn)了一些過(guò)去少見的失效模式和失效比例。一個(gè)主要的區(qū)別是放電率的差異。普通的閥控密封式鉛酸蓄電池的放電率多數(shù)是以10小時(shí)率或者20小時(shí)率來(lái)制定的，而電動(dòng)自行車的電池都是以2小時(shí)率或者3小時(shí)率來(lái)制定的，這與電池的實(shí)際使用情況大體相當(dāng)。所以，在供應(yīng)電動(dòng)自行車電池的初期，電池容量是最大的問(wèn)題。為了提高電池的容量，各個(gè)電池制造商采取了多種方法。以大量使用的10Ah電池為例，最典型的方法如下：1、增加極板數(shù)量。把原設(shè)計(jì)的單格5片6片改為6片7片，7片

7、8片，甚至8片9片。靠減薄極板厚度和隔板，增加極板數(shù)量來(lái)提高電池容量。2、提高電池的硫酸比重。原來(lái)浮充電池的硫酸比重一般都在1.211.28之間，而電動(dòng)自行車的電池的硫酸比重一般都在1.361.38左右。只有極少數(shù)的采用1.32的比重。3、增加正極板活性物質(zhì)用量。4、低溫固化，增加氧化鉛的比例。一般密封電池為了實(shí)現(xiàn)氧循環(huán)，都要求做好負(fù)極過(guò)度。增加正極板活性物質(zhì)用量，可以提高電池的容量，是以降低氧循環(huán)為代價(jià)的。通過(guò)這些主要措施，電池的初期容量滿足了電動(dòng)自行車的容量要求，特別是改善了電池的大電流放電的特性，延長(zhǎng)了電池大電流放電的壽命。但是，這些措施也制約著電池壽命。首先，電池的失效模式與電信使用的

8、浮充電池的失效模式差別很大。電池失水上升到第一位。產(chǎn)生電池失水的一些原因主要如下：2、一些電池制造商沒有找到好的板柵合金，仍然采用低銻合金，這樣，比鉛鈣系列的板柵合金析氣電位低，電池出氣量大，失水相對(duì)嚴(yán)重。3、增加極板和增加正極板活性物質(zhì)用量以后，負(fù)極過(guò)渡不足，氧循環(huán)下降，充電過(guò)程中正極板的氧氣來(lái)不及被負(fù)極板吸收，而產(chǎn)生失水。4、一些電池的開閥壓偏低，容易排氣，同時(shí)電池內(nèi)部的氧分壓低，降低了氧循環(huán)能力，增加了析氣量。5、由于電池的硫酸比重相對(duì)高了很多，所以，電池的硫化也相對(duì)嚴(yán)重。電池放電以后到第二天充電以前，硫酸比重高的電池的硫化明顯。這樣，更加降低了負(fù)極板氧循環(huán)的能力。而失水以后的電池，失去

9、的主要是水，留下了硫酸的成分，相當(dāng)于進(jìn)一步提高了硫酸的比重，這樣就使電池更加容易硫化。所以，電池的硫化加重了失水，失水又加重了硫化。為了克服電池的失水，一些電池制造商采取了不少措施。在板柵合金方面，一些電池制造商采用了多種方式，去掉了低銻合金而采用鉛鈣錫鋁合金。提高了電池析氣電壓。同時(shí)，緩解了鉛鈣合金的析鈣問(wèn)題，克服了鉛鈣合金的早期容量損失的意外容量下降。同時(shí)，還要解決大電流放電特性下降的問(wèn)題。令人遺憾的是，山東某電池制造商采用軍工技術(shù)，做出了銅網(wǎng)電池，試驗(yàn)結(jié)果證明，其各項(xiàng)參數(shù)都非常優(yōu)秀，但是，可能因?yàn)槌杀締?wèn)題，沒有見到他們大批量生產(chǎn)和推廣。一些電池制造商改進(jìn)了電池塑料模具的結(jié)構(gòu)尺寸，增加了電

10、池的開閥壓，降低了電池開閥壓的離散性，改善了氧循環(huán)。最重要的一個(gè)進(jìn)步就是采用抗失水的膠體電池結(jié)構(gòu)，大大的改善了氧循環(huán)。同時(shí)，也出現(xiàn)了膠體電池容易熱失控的故障。為了緩解電池的失水和熱失控，一些電池制造商要求充電器制造商降低恒壓值。但是，簡(jiǎn)單的降低恒壓值，沒有降低恒壓轉(zhuǎn)浮充的電流，電池難免發(fā)生欠充電累積，形成電池容量下降。有創(chuàng)意的是一些電池制造商面臨著電池失水，采取了一些措施，在全國(guó)設(shè)立了補(bǔ)水站，電池也為補(bǔ)水改進(jìn)了結(jié)構(gòu)。利用修舊利舊，使平均8個(gè)月的電池壽命延長(zhǎng)到平均13個(gè)月。為了改善膠體電池的熱失控，最近市場(chǎng)上開始見到一些“半膠體電池”，就是在灌酸的后期，在電池上面再增加膠體。這樣，相當(dāng)于給普通的

11、AGM隔板電池增加了一層彈性的氣密隔離，增加了隔板之間的氣體壓力，改善了氧循環(huán)。同時(shí)，比膠體電池的局部壓力小，平均壓力不小。這樣克服了局部高氣壓，緩解了氧循環(huán)產(chǎn)生局部高熱。其結(jié)果是：氧循環(huán)好于普通AGM隔板電池，熱失控低于膠體電池，而材料成本也低于膠體電池。其次是電池的硫化問(wèn)題。在解剖失效電池中，單純硫化失效的電池不是很多，但是，幾乎所有的電池都不同程度的存在著硫化。一些電池在做70%的1C充電和60的2C放電中，由于采用連續(xù)大電流循環(huán)，破壞了電池生成大硫酸鉛結(jié)晶的條件，所以可能看不到硫化對(duì)電池的破壞。如果試驗(yàn)中途停頓，電池硫化的問(wèn)題就會(huì)顯現(xiàn)。由于電池重量大，一些用戶經(jīng)常采取電池經(jīng)過(guò)多次使用放

12、完電才再次充電，這樣電池放電以后沒有及時(shí)充電，電池的硫化就比較嚴(yán)重。另外，電池的硫酸比重比較高，也是硫化的重要因素。而電池的硫化，破壞了負(fù)極板氧循環(huán)的能力，形成更加容易失水。這樣，電池的硫酸比重更加高，導(dǎo)致更加容易硫化。所以，電池硫化的程度可能不同，但是對(duì)電池的壽命影響也是不可忽略的。第三是漏酸問(wèn)題。在電池密封和排氣閥沒有問(wèn)題的時(shí)候，也會(huì)出現(xiàn)漏液。很多電池在灌酸以后，電池處于富液狀態(tài)，電池沒有氧循環(huán)?？侩姵靥幱陂_口狀態(tài)的三充二放把多于的電解液排出。硫酸比重再次提高。在蓋排氣閥的時(shí)候，電解液沒有吸光，還存在游離酸。即時(shí)把游離酸吸光，電池還是處在“準(zhǔn)貧液”狀態(tài)。隔板中的電解液相對(duì)要多一些。而隔板中

13、稍多的電解液影響氧循環(huán)，這樣，對(duì)新電池進(jìn)行充電的時(shí)候，排氣量比較大，代出的硫酸比較多。形成“漏酸”。而膠體電池前50100個(gè)循環(huán)，電池處于富液到貧液的轉(zhuǎn)換期，排氣比較嚴(yán)重，排氣代出膠體微粒形成了“漏酸”。第四是正極板軟化問(wèn)題。正極板活性物質(zhì)的有效成分是氧化鉛，氧化鉛分PbO2和PbO2，其中，PbO2是活性物質(zhì)的骨架，容量比較小；PbO2依附PbO2構(gòu)成的骨架上面，其荷電能力比PbO2強(qiáng)很多。氧化鉛放電放電以后輸出硫酸鉛，充電時(shí)硫酸鉛生產(chǎn)氧化鉛。而充電的時(shí)候，在強(qiáng)酸環(huán)境中只能夠生成PbO2。所以電池深放電以后，一旦具有骨架作用的PbO2參與放電生成硫酸鉛以后，就再也不能夠恢復(fù)成為PbO2，而充

14、電只能生成PbO2。正極板軟化就出現(xiàn)了。正極板一旦出現(xiàn)軟化，起到支持作用的多孔結(jié)構(gòu)被破壞了，正極板的多孔被電池極板的壓力壓實(shí)了，就降低了參與反應(yīng)的真實(shí)面積，電池容量就下降了。這樣，防止過(guò)放電就是控制正極板軟化的重要措施。而這個(gè)靠的是控制器的欠壓保護(hù)。如果欠壓保護(hù)電壓過(guò)低，電池就會(huì)出現(xiàn)過(guò)放電，一些PbO2參與放電，就會(huì)出現(xiàn)正極板軟化。放電的時(shí)候，如果連續(xù)放電電流比較大，深層的PbO2來(lái)不及參與放電反應(yīng)，外層的PbO2就要參與放電反應(yīng)，這樣，也會(huì)形成正極板軟化。所以控制器中的限流參數(shù)也浮充重要。電摩的放電電流相對(duì)比較大，差不多在1C左右放電，加上放電深度相對(duì)比較深，所以非常容易產(chǎn)生正極板軟化。每次

15、放電，或多或少的總要有一點(diǎn)點(diǎn)PbO2參與反應(yīng)。所以，一個(gè)正常使用的電池，在不失水也不硫化，也沒有過(guò)放電的情況下，電池的壽命就取決于正極板軟化。第五就是電池均衡問(wèn)題。電池不均衡主要有2中表現(xiàn)形式，其一是某單只電池容量低，其二是電池荷電容量低。第二種情況是說(shuō)該電池的容量并不抵，但是該電池沒有充慢電。第一種情況是該電池放電的時(shí)候，提前反應(yīng)電壓下降的快，充電的時(shí)候電壓上升也快。第二種情況是充電荷放電電池的電壓都低。其縮短電池壽命的原因如下：1、充電時(shí)電壓高的電池會(huì)增加失水，電壓低的電池會(huì)欠充電；2、放電的時(shí)候，電壓低的會(huì)出現(xiàn)過(guò)放電，形成電池正極板軟化。這樣，容量低的電池在每次放電的時(shí)候放電深度比其他電

16、池深度深，所以正極板軟化的快。二充電電壓高的失水，充電電壓低的欠充電。如果一只電池荷電少，就存在充電少，放電深的問(wèn)題。這樣該電池就會(huì)同時(shí)產(chǎn)生正極板軟化荷硫化的問(wèn)題。產(chǎn)生電池不均衡的原因如下：1、對(duì)串連電池組的組配不好，存在著容量差和開路電壓差，這是原始就有誤差的問(wèn)題；2、電池開閥壓有差別，失水不同，形成后天電池的容量差；3、電池的自放電不同，逐步形成荷電容量的差異；4、失水不同，形成電池實(shí)際的硫酸比重不同，形成開路電壓差；5、電池壽命差，在后期反應(yīng)一只電池容量下降，影響其他電池的正常狀態(tài)。要改進(jìn)電池的不均衡問(wèn)題，首先就要改善電池在制造期間的工藝一致性問(wèn)題。這也是國(guó)內(nèi)多數(shù)電池制造商的主要問(wèn)題。例

17、如，最好的電池制造商的板柵是采用壓鑄的，而國(guó)內(nèi)相當(dāng)多的電池制造商連鑄板機(jī)都沒有，還是手工澆鑄。第六是熱失控。密封電池的最基本原理之一就是正極板析氧以后，氧氣直接到負(fù)極板，被負(fù)極板吸收而還原為水，考核電池這個(gè)技術(shù)指標(biāo)的參數(shù)叫做“密封反應(yīng)效率”，這種現(xiàn)象叫做“氧循環(huán)”。這樣，電池的失水很少，實(shí)現(xiàn)了“免維護(hù)”，就是免加水。為此，都要求負(fù)極板容量做的比正極板容量大一些，叫做負(fù)極過(guò)渡。電池在充入電量達(dá)到70以后，電池的極化電壓相對(duì)比較高，充電的副反應(yīng)開始逐步增加。電解水開始了。在充電的單格電壓達(dá)到2.35V以后，首先正極板析氧，在達(dá)到2.42V以后，負(fù)極板開始析氫。這時(shí)候充電的電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能減少，轉(zhuǎn)變

18、為電解水的能量增加。充電過(guò)程的是否析氣取決于充電電壓，析氣量取決于達(dá)到析氣電壓以后的充電電流。所以，在充電過(guò)程中，充電電壓在進(jìn)入恒壓以后，電壓開始接近于最高，充電電流也保持限流值。這時(shí)候析氣量最大。在進(jìn)入恒壓以后，充電電流應(yīng)該逐步下降，析氣量也應(yīng)該逐步下降。充電本身是放熱反應(yīng)，一般電池的熱設(shè)計(jì)是可以控制溫升的。在電池大量析氣以后，氧氣在負(fù)極板復(fù)合為水，發(fā)熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于充電時(shí)的發(fā)熱。密封電池希望負(fù)極板具有良好的氧循環(huán)能力，但是，氧循環(huán)也會(huì)產(chǎn)生發(fā)熱。所以，氧循環(huán)是一把雙刃劍，好處是減少了水損失，壞處是電池會(huì)發(fā)熱。如果電池發(fā)熱，在恒壓充電的條件下，氧循環(huán)電流也參與了充電電流，所以充電電流下降速率下降。

19、而電池發(fā)熱，會(huì)引起充電電流下降速率降低，甚至?xí)痣娏鞣瓷?。而充電電流在電池發(fā)熱的作用下，一旦電流反升，又增加了發(fā)熱。這樣，充電電流一直會(huì)上升到限流值。電池發(fā)高熱，并且積累熱，一直到電池外殼發(fā)生熱軟化變形。而電池的熱變形時(shí)，內(nèi)部氣壓高，所以呈現(xiàn)電池時(shí)鼓脹的。這就是電池?zé)崾Э囟鴵p壞電池。電池一旦出現(xiàn)嚴(yán)重鼓脹，漏酸和漏氣的問(wèn)題也出現(xiàn)了，電池會(huì)出現(xiàn)急性失效。誘發(fā)電池鼓脹的原因有很多。如果充電電壓高，析氣量大，會(huì)產(chǎn)生熱失控。如果某一組電池或者某一個(gè)單格電池發(fā)生嚴(yán)重落后，而充電的恒壓值不變，其他的單格電池也會(huì)出現(xiàn)充電電壓相對(duì)過(guò)高，也會(huì)產(chǎn)生熱失控問(wèn)題。第七是電池異常故障為了增加電池的容量，目前電動(dòng)自行車電

20、池的隔板相對(duì)比其他電池的隔板薄一些，負(fù)極板的硫酸鉛結(jié)晶長(zhǎng)大，充電以后出現(xiàn)少量硫酸鉛遺留在隔板中，遺留在隔板中的硫酸鉛一旦被還原稱為鉛，積累多了，電池就會(huì)出現(xiàn)微短路。這種現(xiàn)象叫做“鉛枝搭橋”。產(chǎn)生這種微短路，輕的產(chǎn)生該單格電壓落后，嚴(yán)重的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)單格短路。這種現(xiàn)象不僅僅出現(xiàn)在膠體電池中，在普通的AGM電池中也會(huì)出現(xiàn)。一旦出現(xiàn)電池的單格嚴(yán)重落后，電池還很容易出現(xiàn)熱失控現(xiàn)象。還有就是極群組裝虛焊問(wèn)題。容易產(chǎn)生虛焊的地方是極板。而每個(gè)電池的單格有15片極板，就是15個(gè)焊點(diǎn)，一個(gè)電池有6個(gè)單格，就有90個(gè)焊點(diǎn)，一組電池由3個(gè)電池組成，就要270個(gè)焊點(diǎn)。如果一個(gè)焊點(diǎn)存在虛焊，該單格容量就下降，進(jìn)而該單格

21、形成電池落后，形成整個(gè)電池都落后，電池就會(huì)形成嚴(yán)重的不均衡。就會(huì)使改組電池提前失效。如果虛焊率達(dá)到萬(wàn)分之一，平均每37組電池就有一組電池存在這虛焊，這是絕對(duì)不能夠允許的。而鉛鈣合金的電池，在焊接的時(shí)候會(huì)析出鈣而掩蓋虛焊問(wèn)題，這樣，很多電池制造商寧愿還采用低銻合金的板柵而沒有采用簡(jiǎn)單的鉛鈣合金。二、延長(zhǎng)電池使用壽命的一些方法延長(zhǎng)電池的使用壽命需要采用一系列整體的措施。首先是需要對(duì)車的處理。首先，整車行駛時(shí)的電流對(duì)電池壽命至關(guān)重要。如電摩的電池，放電電流經(jīng)常接近1C，甚至超過(guò)1C，這樣的電池壽命難以達(dá)到很長(zhǎng)。可能一些電池制造商都進(jìn)行過(guò)1C充電70，2C放電60的循環(huán)壽命試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)這樣的壽命試驗(yàn)，電

22、池壽命達(dá)到350次的電池很多，但是使用在電摩上的效果相差甚遠(yuǎn)。其原因是多種多樣的，一個(gè)最關(guān)鍵的原因是，電摩每次放電的深度可能要超過(guò)60；另外就是放電以后，并不能夠在30分鐘以內(nèi)進(jìn)行充電，電池存在這硫化。這就是電摩電池與試驗(yàn)結(jié)果相差甚遠(yuǎn)的主要原因。所謂簡(jiǎn)易型的車的電池壽命相對(duì)來(lái)說(shuō)比較長(zhǎng)，其實(shí)就是車輪直徑大，車重輕，電池負(fù)擔(dān)輕。而一些車采用了無(wú)刷電機(jī)或者高速電機(jī)，其電流更小。這樣的車的20公里時(shí)速巡航時(shí)的電流也就是4A左右，這種車的壽命相對(duì)比較長(zhǎng)。而一些車的車輪直徑小，電機(jī)效率沒有做上來(lái)，靠增加電流來(lái)保證車速，特別是一些輕摩化的車，車重增加到50kg以上，行駛的電流增加很大，在20公里巡航時(shí)的電流

23、接近6A甚至更大。這樣影響的不僅僅時(shí)續(xù)行能力，而且在同樣續(xù)行要求下電池放電深度增加了50，電池也是容易在深放電的條件下運(yùn)行，電池壽命自然要短。所以車重對(duì)續(xù)行能力有影響，對(duì)電池壽命影響很大。另一個(gè)問(wèn)題據(jù)說(shuō)限速問(wèn)題。大多數(shù)車的控制器都留了一個(gè)線損插頭，并且很多經(jīng)銷商以去掉限速來(lái)招攬顧客。一些車廠干脆就去掉限速出廠。這樣的車的電流也過(guò)大，導(dǎo)致電池壽命下降。一些車廠采用的控制器問(wèn)題很多。就維修車來(lái)說(shuō)，奇怪的是很多車的欠壓保護(hù)電壓都等于31.5V。這樣，每次車顯示欠壓的時(shí)候，電池已經(jīng)過(guò)放電。其實(shí)，在電池電壓低于32V以后一直到27V，所增加的續(xù)行能力不到2公里，而對(duì)電池的損傷缺少非常大的，多數(shù)出現(xiàn)容量下

24、降5左右。只要出現(xiàn)這樣的情況10次，電池的容量多數(shù)都低于標(biāo)準(zhǔn)要求的70標(biāo)稱容量。另外，一些用戶發(fā)現(xiàn)電池在欠壓以后，過(guò)10分鐘，電池又不欠壓了，就又采取給電行駛，這對(duì)電池破壞更大。而大多數(shù)車的說(shuō)明書沒有給用戶以警示。另外，欠壓保護(hù)采取什么電壓為好？目前多數(shù)車采用的是32V0.5V。應(yīng)該看到，多數(shù)電池在放電到31.5V的時(shí)候，由于電池存在容量差，此時(shí)往往會(huì)有一個(gè)電池電壓低于10.5V，該電池處于過(guò)放電狀態(tài)。而其他電池還沒有達(dá)到11V。這時(shí)候，過(guò)放電的電池容量急劇下降，對(duì)電池的損傷影響的不僅僅是該單只電池，而且會(huì)影響整組電池的壽命。所以我建議：欠壓保護(hù)應(yīng)該選32.5V0.5V,這樣的電壓對(duì)續(xù)行能力僅

25、僅少不到1公里，但是對(duì)電池的壽命的影響很好。目前多數(shù)控制器內(nèi)部都有可調(diào)的電位器，而這個(gè)可調(diào)的電位器的振動(dòng)漂移是比較嚴(yán)重的。在價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)中，幾乎沒有一個(gè)產(chǎn)品采用抗振動(dòng)的精密多圈電位器，這樣的控制器發(fā)生振動(dòng)后漂移也不奇怪。最近，看到一種全部采用SMD（貼片）元件的控制器，并且在出廠以前采用固定電阻來(lái)調(diào)試，并且采取環(huán)氧樹脂灌封的控制器，該控制器的可靠性非常高，可是價(jià)格沒有明顯的增加，這樣的控制器的結(jié)構(gòu)可以保證不會(huì)出現(xiàn)任何漂移。所以采用這樣的結(jié)構(gòu)，對(duì)延長(zhǎng)電池壽命也非常有好處。網(wǎng)友可以參看日本的車，輪徑大，輕便，幾乎沒有一個(gè)多余的裝飾件。我最近刻意在JSX那里調(diào)查用戶需求，一些買第二臺(tái)車的用戶確實(shí)是在偏愛

26、輕便型的車?？梢婋S著用戶的逐漸成熟，買笨拙車的用戶將會(huì)下降。其次是電池質(zhì)量問(wèn)題。就電池來(lái)說(shuō)，業(yè)界公認(rèn)壽命最長(zhǎng)的是沈陽(yáng)松下電池。松下電池的特點(diǎn)是什么？為什么都在中國(guó)大陸，其他企業(yè)無(wú)法完成這樣的電池，唯獨(dú)有松下電池獨(dú)步天下？我國(guó)目前的電池的結(jié)構(gòu)，包括松下電池在內(nèi)，基本上是適合淺循環(huán)的浮充電池發(fā)展而來(lái)的。其結(jié)構(gòu)上沒有按照深循環(huán)的規(guī)律要求去改造。而淺循環(huán)電池的深循環(huán)壽命做到80次循環(huán)就綽綽有余了，而市場(chǎng)希望電動(dòng)自行車的電池能夠做到800次深循環(huán)才好。可是目前電池的結(jié)構(gòu)已經(jīng)決定了，這個(gè)目標(biāo)是難以達(dá)到的。為了適應(yīng)深循環(huán)，國(guó)內(nèi)對(duì)電池做了適應(yīng)性的改動(dòng)。這些改動(dòng)是：1、為了提高電池的容量，同時(shí)適合大電流放電，采

27、用了增加極板的發(fā)生。例如，松下電池堅(jiān)持采用11片極板，而國(guó)內(nèi)多數(shù)企業(yè)采用15片極板，甚至有的企業(yè)采用17片極板。這樣，極板，隔板都減薄了。正極板的活性物質(zhì)用量增加了，電池的初期容量上去了，大電流特性改善了，但是負(fù)極過(guò)渡減少了，氧循環(huán)變差了，失水增加了。2、電解液的比重提高了，也有利于增加電池的初期容量，但是，硫化和正極板軟化多了，也影響電池的壽命。3、隔板減薄了，硫酸的貯存減少了，失水導(dǎo)致電池失效的概率增加了，同時(shí)，電池的微短路和鉛枝搭橋的概率增加了。松下電池沒有完全按照這個(gè)方法改動(dòng)，其硫酸比重依然是按照1.28來(lái)做的，其極板仍然采用11片（最近發(fā)展為13片），其固化溫度也沒有降低到50，正極

28、板活性物質(zhì)用量也沒有大幅度的增加。該電池的初期容量也僅僅是合格而已，不像國(guó)產(chǎn)其他電池那樣，做的比標(biāo)稱值大1025。在我測(cè)量的電池中，甚至有5A放電接近170分鐘的，這樣的電池的容量高達(dá)14Ah，比標(biāo)稱值增加了40，測(cè)量這個(gè)電池的密封反應(yīng)效率不合格。也就是說(shuō)，該電池失水會(huì)更加嚴(yán)重。而松下電池的初期容量按照電動(dòng)自行車的行標(biāo)來(lái)說(shuō)在合格和不合格之間，新型電池也就是剛剛合格而已。但是壽命可以做到很長(zhǎng)。產(chǎn)生這個(gè)問(wèn)題的原因就是很多車廠沒有對(duì)電池的壽命開展試驗(yàn)。我看過(guò)很多車廠，對(duì)電池唯一的檢驗(yàn)方法就是裝車以后跑圈。這樣的檢驗(yàn)方法其實(shí)就是檢驗(yàn)了電池的初期壽命而已，對(duì)電池的壽命是完全沒有考核的。那么，如果真的按照

29、松下電池那樣完成了長(zhǎng)壽命的設(shè)計(jì)，也會(huì)因?yàn)檐噺S采用跑圈的電池檢驗(yàn)方法而被淘汰的。對(duì)此，應(yīng)該說(shuō)行協(xié)在發(fā)展電動(dòng)自行車初期搞的三屆里程賽推動(dòng)了電池有浮充型向動(dòng)力型的改善，但是留下的副作用為害到今天。今天，針對(duì)消費(fèi)者的投訴情況，似乎應(yīng)該開展電池深循環(huán)壽命競(jìng)賽了。而這個(gè)競(jìng)賽的方法應(yīng)該是市場(chǎng)抽樣計(jì)成績(jī)，送樣的計(jì)壽命，不計(jì)成績(jī)。不少電池在單體測(cè)試中，可以獲得比較好的結(jié)果，但是，對(duì)于串連電池組來(lái)說(shuō)，其壽命明顯下降。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的重要原因就是串連電池組的配組問(wèn)題。所以在電池質(zhì)量中一個(gè)非常重要的問(wèn)題。電池配組一般應(yīng)該注意的是：1、電池工藝狀態(tài)的配組；電池的工藝狀態(tài)不同，電池的失效模式也不相同。多數(shù)電池制造商沒有人工

30、氣候調(diào)整條件，生產(chǎn)的工藝也要不斷的調(diào)整，失效模式也略有差異。而這個(gè)差異將在串連電池組中被擴(kuò)大，最終形成提前失效。2、電池容量的配組；3、電池開路電壓的配組；4、電池荷電狀態(tài)的配組。第三，充電器問(wèn)題。業(yè)界廣為流傳的一句話就是：電池不是用壞的，是充壞的。發(fā)生這種現(xiàn)象的第一個(gè)重要原因就是消費(fèi)類產(chǎn)品價(jià)格因素的制約；第二個(gè)的原因就是從事電化學(xué)的和從事電子學(xué)的缺少溝通；第三個(gè)原因是缺少?gòu)碾娀瘜W(xué)和電子學(xué)聯(lián)合的失效分析；第四個(gè)原因是對(duì)用戶的使用情況和要求分析不足。我曾經(jīng)向一些從事電化學(xué)的同行問(wèn)過(guò)，如果說(shuō)電池是充壞的，為了避免充壞，能否提出一個(gè)好的充電模式來(lái)，即能夠保證電池的壽命，又能夠滿足用戶的要求，電子工程

31、師是可以實(shí)現(xiàn)任何充電模式的。就充電的恒壓值問(wèn)題，我就多次問(wèn)過(guò)從事電化學(xué)行業(yè)的同事，他們眾說(shuō)紛紜，始終搖擺不定。例如，恒壓值高了，保證了充電時(shí)間，但是犧牲的是失水和熱失控。恒壓值低了，充電時(shí)間和充入電量又難以保證。所以，我認(rèn)為，不僅僅是充電器沒有做好，而是還不知道如何做好。還有一些現(xiàn)象，掩蓋了真相。例如，多數(shù)電池制造商和充電器都說(shuō)車廠因?yàn)閮r(jià)格因素不接受好的但是可以保證電池壽命的充電器。應(yīng)該承認(rèn)，這是大多數(shù)小企業(yè)是如此，但是，有發(fā)展的、規(guī)模性企業(yè)確實(shí)在出高價(jià)也買不到好的充電器。一些充電器制造商把某寫功能夸大，成品的功效沒有其宣傳的那樣好。還有不少功能是屬于賣概念的功能，實(shí)效有限。那么如何在電池和車

32、都保證的條件下，如何提高充電器的功能，確保電池的壽命呢？基本方法如下。首先就是充電的最高充電電壓或者恒壓值要降下來(lái)。降低充電最高電壓的意義在于：降低失水；減少大量析氣對(duì)正極板的沖刷，緩解正極板軟化；保持電解液的硫酸比重不再提高，緩解電池硫化。實(shí)現(xiàn)最高充電電壓工作在大量析氧，但是沒有大量析氫的狀態(tài)。在改善電池的電池板柵合金、提高析氣電位、改善氧循環(huán)性能，提高密封反應(yīng)效率的基礎(chǔ)上，控制充電最高充電電壓在2.42V以下，也就是在析氫電位以下。這樣做必然會(huì)導(dǎo)致充電時(shí)間的延長(zhǎng)，這就必須在大電流充電（限流充電）的狀態(tài)下，加入去極化的負(fù)脈沖，改善電池的充電接受能力，在大電流充電的時(shí)候多充入一些電量，縮短補(bǔ)足

33、充電時(shí)間。其次，需要對(duì)最高充電電壓進(jìn)行溫度補(bǔ)償。溫度補(bǔ)充償?shù)囊饬x在于：解決電池夏季過(guò)充電、冬季欠充電的矛盾；緩解電池在高溫環(huán)境中的熱失控?fù)p壞。到目前為止，看到一些采用模擬的方法實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)充的充電器普遍存在著模擬誤差較大的問(wèn)題。同時(shí)，在充電器內(nèi)部模擬電池的溫度的差異比較大?？赡茉谀硞€(gè)溫度的差異不大，但是在環(huán)境溫差變化比較大，在通風(fēng)狀態(tài)差異比較大的時(shí)候，就產(chǎn)生模擬狀態(tài)與實(shí)際狀態(tài)的差別過(guò)大的問(wèn)題。所以，還是推薦采用測(cè)量電池溫度或者強(qiáng)制風(fēng)冷，數(shù)字化測(cè)量環(huán)境溫度的方法。第三，采取抑制硫化的措施。電池硫化的可能性在于：電池放電以后不能夠及時(shí)充電，再次期間形成稍大的硫酸鉛結(jié)晶。這種現(xiàn)象發(fā)生與所有的深放電的電

34、池，并且在電池放電12小時(shí)以后就可以找到大硫酸鉛結(jié)晶；深循環(huán)電池的硫酸比重相對(duì)比較高，消除容易產(chǎn)生硫化的條件；負(fù)極過(guò)度的密封鉛酸蓄電池，在100充電以后，還會(huì)有不少的硫酸鉛結(jié)晶沒有得到還原，形成了產(chǎn)生大硫酸鉛結(jié)晶的“晶種”，其他條件一旦具備，非常容易形成大的硫酸鉛結(jié)晶；正極板容量下降以后，負(fù)極板也不能夠完全還原，形成硫酸鉛結(jié)晶逐步長(zhǎng)大的條件。由此看見，任何深循環(huán)電池在正常使用中，是無(wú)法避免完全產(chǎn)生大的硫酸鉛結(jié)晶，也就是電池硫化的可能。而電池一旦出現(xiàn)硫化，不僅僅會(huì)使電池的負(fù)極板容量下降，也會(huì)加重失水和正極板軟化，對(duì)整個(gè)電池的壽命形成影響?，F(xiàn)在流行一種電池快速壽命測(cè)試方法，就是采用1C電流充入70

35、的電量，采用2C電流放出60電量，來(lái)考核電池深循環(huán)壽命。70的2C電流充電，是電池在充電接受能力比較大的時(shí)候，對(duì)電池采用大電流充電，對(duì)電池的損傷比較小。電池基本上沒有高于嚴(yán)重析氫電壓。一旦高于析氫電壓，電池也會(huì)快速的失水。這個(gè)試驗(yàn)，必須采用連續(xù)充放電，如果數(shù)次中途停電幾天，電池也會(huì)產(chǎn)生比較嚴(yán)重的硫化而提前失效。而用戶使用電池，是無(wú)法保證每次使用以后，都能夠及時(shí)充電的，一年以內(nèi)發(fā)生數(shù)次沒有及時(shí)充電的情況，電池的硫化就會(huì)積累，而積累的硫酸鉛結(jié)晶就會(huì)形成“晶種”而逐漸長(zhǎng)大。抑制和消除電池硫化的方法很多，其中，采用高電壓大電流充電，使大的硫酸鉛結(jié)晶產(chǎn)生負(fù)阻擊穿的方法來(lái)溶解的方法使快速消除硫化的便捷方法

36、。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，這種消除硫化的方法是可以獲得暫時(shí)的消除硫化的效果，但是，也會(huì)在消除硫化中帶來(lái)加重失水和正極板軟化的問(wèn)題，對(duì)電池帶來(lái)壽命上的損傷。比較好的方法還是采用快速的脈沖前沿的充放電脈沖，利用其高次諧波與大的硫酸鉛結(jié)晶諧振的方法，在充電過(guò)程中消除電池的硫化。利用這種方法來(lái)消除電池的硫化，做得最成功的就是美國(guó)PULSETHEC公司的設(shè)備。采用這種方法，可以在給電池充電得時(shí)候，合理得控制充電脈沖得前沿，利用其高次諧波成分與大得硫酸鉛結(jié)晶諧振而溶解大硫酸鉛結(jié)晶。另外就是在電池兩端接入脈沖發(fā)生器，在電池電壓沒有過(guò)放電的時(shí)候，對(duì)電池不斷地產(chǎn)生脈沖，其一可以具有溶解大硫酸鉛的條件，其二是脈沖擾動(dòng)，破壞了

37、大硫酸鉛繼續(xù)生長(zhǎng)的條件，在電池電壓低于規(guī)定值的時(shí)候，自動(dòng)停止工作，不會(huì)因?yàn)槊}沖發(fā)生器消耗的電流使電池過(guò)放電。另外的一個(gè)方法就是周期性的采用1020的過(guò)充電的方法，可以還原電池的深層硫化，防止結(jié)晶繼續(xù)生長(zhǎng)。這是國(guó)際上在2000年以后開始流行的一種行之有效的方法，據(jù)資料介紹，可以延長(zhǎng)深循環(huán)電池壽命達(dá)一倍以上。對(duì)樣車跟蹤的數(shù)據(jù)證明，定期的對(duì)電池采取脈沖除硫化和微過(guò)充電消除硫化的方法是行之有效的方法。國(guó)內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)具有脈沖修復(fù)和過(guò)充電修復(fù)功能的充電器，采用這種充電器，可以非常有效的消除電池的硫化。第四，抑制熱失控的措施對(duì)于膠體電池來(lái)說(shuō)，就其特性來(lái)說(shuō)，可以靠良好的氧循環(huán)特性緩解電池的失水，然而，改善了電池

38、的氧循環(huán)也是一把雙刃劍，其副作用就是氧循環(huán)產(chǎn)生的高熱量非常容易形成熱失控。而所有熱失控僅僅是在充電過(guò)程中產(chǎn)生的，所以充電器的選擇和定位更加重要。就我對(duì)膠體電池充電器的測(cè)試看，問(wèn)題還不少。主要的問(wèn)題是最高充電電壓過(guò)高，這在夏季非常誘發(fā)熱失控。就我看目前的膠體電池所選用的充電器還不能夠根絕或者基本上避免膠體電池的熱失控?，F(xiàn)在采取的方法有不少。其中一些方法和對(duì)其評(píng)價(jià)如下。1、降低充電的最高充電電壓，提高恒壓轉(zhuǎn)浮充的電流。這樣的做法可以緩解熱失控，但是充入電量下降，非常容易形成由于欠充電形成的硫化，導(dǎo)致電池容量下降。2、給充電增加定時(shí)器。有2種增加定時(shí)器的方法，其一是開始充電以后，對(duì)充電進(jìn)行定時(shí)，當(dāng)按

39、照電池可以充滿電的時(shí)間，就關(guān)閉充電器。這樣的做法是寄希望于在810小時(shí)定時(shí)以內(nèi)，電池的熱失控的熱積累不至于使電池的塑料外殼達(dá)到玻璃點(diǎn)溫度，也就是電池的外殼還沒有升到軟化的程度。如果對(duì)有熱失控前兆并且充滿電的電池再次充電，電池溫升已經(jīng)超過(guò)外殼玻璃點(diǎn)溫度，這種方法也可以緩解，但是不能夠避免。其二，是在電池進(jìn)入恒壓狀態(tài)以后開始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)的時(shí)間比開始就計(jì)時(shí)的時(shí)間短，但是，這樣的計(jì)時(shí)也最少需要4小時(shí)，對(duì)于完全充滿電并且有熱失控前兆的電池的溫升也有超過(guò)外殼玻璃點(diǎn)溫度的可能。這2種方法可以大大緩解熱失控電池帶來(lái)的損失，但是，不能夠從根本上避免。3、給電池增加負(fù)脈沖，降低極板溫升。不過(guò)，多數(shù)的負(fù)脈沖加的往往是

40、僅僅具有降低負(fù)脈沖到來(lái)期間的充電電流的作用，沒有對(duì)電池進(jìn)行放電，4、在電氣控制方法中，最好的方法就是采取通過(guò)邏輯控制，使在恒壓充電以后，充電電流不能夠反升。這就切斷了熱失控反饋的環(huán)路，停止了電流增加所帶來(lái)的發(fā)熱提高的過(guò)程。第五，抑制電池落后的方法即便電池經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的組配，但是眾多的原因還會(huì)導(dǎo)致串連電池組的電池差異。誘發(fā)電池落后的部分原因是：電池自放電的差異；排氣壓力的差異；生意硫酸比重的差異；失水的差異；制造工藝的差別。電池在發(fā)生容量差異以后還會(huì)擴(kuò)大，導(dǎo)致加速容量下降。解決電池落后的最好的方法是每組電池單獨(dú)充電。這里需要注意的每組充電恒壓值的差異。并聯(lián)充電是消除這種差異的好方法。但是，并聯(lián)充電給

41、每只電池的充電電流會(huì)產(chǎn)生差異，所以充滿電的時(shí)間會(huì)有差異。作為維修是比較好的，作為正常充電，還需要在電流分配上采取適當(dāng)?shù)拇胧?。?dāng)然，也可以采用小電流恒流充電，例如采用0.03C0.05C電流充電，在這樣小電流長(zhǎng)時(shí)間的充電過(guò)程中，達(dá)到高電壓的電池充入電量不多，副反應(yīng)到是比較強(qiáng)烈，充電電壓低的會(huì)逐步提升，這樣電池容量逐步接近與平衡。三、電池的修復(fù)電池的修復(fù)雖然沒有成為一個(gè)行業(yè)，但是電池修復(fù)工作一直是存在的。不少電池制造商對(duì)保用期以內(nèi)的返退電池采取“修舊利舊”的發(fā)生，把通過(guò)維修的電池重新提供給用戶，以提高電池的有效使用壽命，降低報(bào)廢率，減少電池制造商的部分理索賠的損失。這些修復(fù)方法為：1、重新配組電池

42、返退以后，電池制造商重新進(jìn)行充放電檢驗(yàn)，在檢驗(yàn)中往往會(huì)發(fā)現(xiàn)有50以上的電池不符合返退條件的電池。其原因也就是在串連電池組中，個(gè)別的電池落后形成整組電池功能下降而引起整組返退。2、補(bǔ)水鑒于部分電池制造商還是采用低銻合金的板柵，電池失水電平比較低，加上最高充電電壓高于析氫電壓，電池失水更加嚴(yán)重，形成了電池的第一位的失效原因。對(duì)此，一些電池制造商有意的改造了蓋板，并且在排氣閥下部設(shè)立了螺裝結(jié)構(gòu)，為打開電池形成了方便條件，這樣，有電池制造商開展電池補(bǔ)水工作。對(duì)使用了半年的電池進(jìn)行一次補(bǔ)水，可以延長(zhǎng)電池的使用壽命，延長(zhǎng)時(shí)間平均達(dá)到3個(gè)月以上。應(yīng)該注意的是，每次補(bǔ)水以后，電池都利用處于過(guò)充電狀態(tài)把電池由“準(zhǔn)貧液”轉(zhuǎn)為“貧液”狀態(tài)，而這個(gè)過(guò)充電對(duì)提高電池容量是有好處的。3、消除硫化采用專門的設(shè)備，對(duì)電池進(jìn)行