新舊電池不能并聯(lián)充放電嗎？

1、破除迷思之- 新舊電池不能并聯(lián)充放電嗎？Think Different蘋果公司在八十年代的時候推出了一只膾炙人口的廣告片，在那個廣告片上出現(xiàn)了比方愛因斯塔、馬丁路德金、披頭士以及圣雄甘地等人，這些人不同的想法為我們這個世界帶來的新的生機。鉛酸蓄電池自誕生以來歷經(jīng)了150年的開展，并經(jīng)歷了形成式極板、涂膏極板、閥控式電池等幾個重要的革命。但是在電池的使用中，還是存在很多的迷思，在行業(yè)里面大家?guī)缀醵际遣患偎妓鞯难赜玫囊恍﹤鹘y(tǒng)的結(jié)論，深究下來其實已經(jīng)不在適用于現(xiàn)在的技術(shù)現(xiàn)狀了。我想從今天開始就這幾個問題和行業(yè)內(nèi)的專家們一起來探討一下。今天是第一個迷思：新舊電池是否不能并聯(lián)混用？問題的提出新舊電池以及

2、不同種類甚至不同品牌的電池是否可以并聯(lián)適用，這個問題在近期一直困擾著中國鐵塔。中國鐵塔從移動、聯(lián)通、電信接收了180萬座鐵塔，幾乎在一夜之間就成為世界上最大的鐵塔公司。這些鐵塔中都配置著一組到2組的48V鉛酸蓄電池。這些電池中有些電池已經(jīng)使用了三四年，電池的剩余容量都出現(xiàn)不同程度的衰減。為了降低當期的財務(wù)支出，擠出更多的資金建設(shè)新的基站鐵塔，租給三大運營商使用，中國鐵塔希望能夠繼續(xù)使用這些舊電池。只在電池備電時間確實缺乏的站點中，購置新的電池組，將新舊電池并聯(lián)使用。這個想法幾乎被所有的蓄電池廠家拒絕，因為傳統(tǒng)的觀念上，新舊電池、不同種類的電池比方AGM電池和膠體電池以及不同廠家的電池比方將南都

3、的2V300Ah電池和雙登的300Ah電池是不能并聯(lián)在一起使用的！為什么呢？因為這些電池的內(nèi)阻是不一樣的，這樣在電池充放電的時候，是一定會帶來偏流的！而偏流會損害電池使用壽命。所以電池廠家是不會冒這個險的?！綛oowen說】一切似乎都很有道理！由于電池并聯(lián)使用，內(nèi)阻不同的電池組掛接在同一個直流母排上面，兩組電池在充放電的過程中確實會出現(xiàn)分流不均的情況?？墒窃谥袊氖须姯h(huán)境下，很少有市電中斷的情況，所以電池絕大多數(shù)情況下是處于浮充充電條件下。很可能一年365天中有360天以上都工作在浮充的狀態(tài)。在這樣的情況下就真的不能并聯(lián)使用了嗎？此外，新舊電池并聯(lián)使用對壽命的影響究竟有多大？如果新電池壽命要縮

4、短50，只有傻瓜才會堅持要利舊了吧？還是先檢索一下文獻吧，是不是有人傻傻的做過一些實驗，驗證了呢？檢索前人的研究成果翻開百度用這個就夠了，當然Google的學(xué)術(shù)搜索能力更強大。首先得先看看國內(nèi)和國外的蓄電池廠家的Maintenance Guide。果不其然，大家首先不建議超過4組以上電池并聯(lián)使用老實說這個很過分，我的客戶小白經(jīng)常要氣的翻白眼的：，然后就是眾口一詞，堅決不接受新舊電池以及不同品牌電池的并聯(lián)在一起使用。有些特別實在的廠家更是直接以不質(zhì)保相威脅了。那么有沒有一些嚴謹?shù)募夹g(shù)人對此做過一些驗證呢？使用英文關(guān)鍵詞 Parallel VRLA得到的結(jié)果中，出現(xiàn)了Herbert Giess這個

5、犟老頭的名字。Giess曾經(jīng)是瑞士Oerlikon電池的技術(shù)副總裁，也是IEC60896-2這個我深惡痛絕的國際標準起草小組的組長這標準的測試方法太奇葩，沒有18個月的時間，根本就別想把電池的壽命數(shù)據(jù)測出來，當年在艾默生，我們的新產(chǎn)品推出速度那可是全公司第一，倒數(shù)的第一，還是蟬聯(lián)*，現(xiàn)在是南都電源的首席科學(xué)家！真正的大牛，在我們這個行業(yè)的地位相當于張小龍！其次就是GNB原市場總監(jiān)Bruce Cole的一篇會議錄也被找了出來。國內(nèi)的桂長清也曾經(jīng)發(fā)表過兩篇論文，分別針對電動自行車電池和固定型電池進行了并聯(lián)的研究。我會主要用Giess和Cole的論文數(shù)據(jù)作為依據(jù)做推理。【文獻1】Giess發(fā)表于In

6、telec1999年的研究成果Abstract一The operation of a 24V VRLA battery formed by two strings of dissimilar cells and monoblocs in a 100% d.o.d C3 dischargelcharge cycle service has revealed not unexpectedly that an asymmetric current flow from the strings occurs but that its implication on ultimate cycle servi

7、ce life is less significant than the strict rule of "do-not parallel dissimilar strings" would indicate.【Boowen譯】對兩組不同容量電池并聯(lián)組成24V電池組的100%DODC3循環(huán)說明，電池組間電流出現(xiàn)了預(yù)料中的偏流，但是沒有任何證據(jù)證明這樣的并聯(lián)帶來了顯著壽命降低，這與不同的電池不能并聯(lián)“這樣的嚴格規(guī)那么描述不相符合。點評： Giess的摘要文字有點老夫子的味道，用了春秋筆法！這是想兩邊不得罪，但是內(nèi)里是特別討好顧客的。研究對象：2組電池容量和形狀完全不同的電池并聯(lián)

8、在一起，其中一組電池由4只6V100Ah 6CP100電池組成，另一組電池由12只2V55Ah2CP550組成。測試電池的根本參數(shù)比較工程6CP1002CP550尺寸L177 W 205 H263L145 W206 H466重量27.5Kg42.4KgC10容量100Ah552AhC3容量83.4Ah456Ah內(nèi)阻2.3mOhm0.22mOhm研究方法: 并聯(lián)的兩組電池以180A6CP100的I3=27.8A， 2CP550的I3=152A，加在一起就是180A放電到截止電壓1.80Vpc也就是21.6V。然后以100A限流 2.25Vpc充電電壓充電21個小時組成一個C3 100%充放電循環(huán)

9、。如此不間斷的進行循環(huán)測試。在測試的過程中不間斷的檢測每組電池的電流、每只電池的電壓和內(nèi)阻HIOKI 3550內(nèi)阻儀測試和每組電池的充放電的庫倫量Ah計。測試結(jié)果放電的過程中，與預(yù)料的相同，出現(xiàn)了明顯的偏流的現(xiàn)象。· 6V100Ah電池串開始放電的起始電流為44A，其后的2分鐘后到達其頂點-53.2A-也就是1.91倍I327.8A，其后該串電池放電電流逐漸減小，放電末期電流僅為0.77I3.6CP100電池在整個放電過程中累計放電94.5Ah，為其C3額定容量83.4Ah的113%。· 2CP550電池串起始放電電流為136A，約0.89I3，其后這一組電池放電電流逐漸上

10、升，在放電100分鐘時，放電電流到達I3.放電終止時放電電流為1.03I3.2CP550電池串累計放出445Ah電量，約為其C3額定容量的97.5%。#28次循環(huán)時兩串電池的電流分配情況電池組出現(xiàn)偏流的情況是意料之中的事情。意外的事情是居然是通過IEC內(nèi)阻計算得來內(nèi)阻更大的6CP100電池串的累計放電深度更大！這需要有一個合理的解釋。Giess先生在論文中給出了用HIOKI測試的電池內(nèi)阻隨放電進行的變化。這可以解釋上面的問題。#28次循環(huán)時電池的交流內(nèi)阻Impedance隨放電時間的變化6CP100回路居然有更低的內(nèi)阻。這是導(dǎo)致其放電分配電流更多的原因！這可能與2CP550電池回路中電纜、接頭

11、等接觸內(nèi)阻高有關(guān)系。充電過程能充滿嗎？偏流會造成電池充電缺乏嗎？2.25Vpc浮充 限流100A兩組電池并聯(lián)充電的電流變化偏流再次出現(xiàn)！我用下表來比照一下兩串電池在充電過程中的表現(xiàn)。時間6CP100電池串2CP550電池串充電開始電流0.3C0.13C充電235分鐘充電系數(shù)76%71%浮充21h后充電系數(shù)102%101%所以只要充電的時間足夠長，電池都可以被充滿。21h的間隔充電時間，在我國鐵塔的實際應(yīng)用上是足夠的！通過對上述測試數(shù)據(jù)的解讀，好似證明了，不同容量的電池不能并聯(lián)這個判斷。總內(nèi)阻小的電池串出力會更多，可能會加速其壽命終結(jié)。相信Giess他們也是這么想得，所以他們堅持的將實驗繼續(xù)做了

12、下去，希望最終的數(shù)據(jù)可以證明或者證否這一猜測。每經(jīng)歷50次循環(huán)之后，每個電池串都會在不均充的情況下，單獨做一次C3的容量校核，直至電池剩余C3容量只有60%左右才終止上述的循環(huán)測試，測試結(jié)果見以下圖。兩組電池剩余容量循環(huán)壽命曲線看到了嗎？經(jīng)歷了幾乎350個循環(huán)以后，兩組電池幾乎是以相同的速度走向死亡的。兩組容量相差如此懸殊的電池并聯(lián)在一起，在充電和放電的過程中都出現(xiàn)了顯著的偏流的電池，居然沒有任何跡象說明，有電池組的壽命出現(xiàn)了早衰！所以通過Giess的研究看，不同容量的電池是可以并聯(lián)的?！疚墨I2】GNB的Bruce Cole，Marketing Director發(fā)表于1998年Intelec會

13、議上的論文Bruce Cole的文章中將新舊電池混用的問題，進一步的分解為四個小的驗證實驗，分別是：· 相同容量，相同老化程度的電池，在并聯(lián)充放電期間電流的分配和累計電量的實驗。· 不同容量，相同老化程度電池在并聯(lián)充放電過程中的電流分配和累計電量的實驗。這里測試的48V265Ah+48V1000AH電池。· 將上一條中1000Ah電池預(yù)先放掉10%的容量，然后再并聯(lián)在一起進行充放電。觀察SOC不同的電池組并聯(lián)使用的表現(xiàn)。· 進一步使用更高的電流重復(fù)上述的測試。經(jīng)過對上面的四種情境的電池充放電測試，最終Bruce Cole的結(jié)論如下：The practice of operating battery strings in parallel can be an effective way to increase battery capacity in response to energy delivered on recharge in proportion to the nominal capacity available in ea