鋰離子動力電池使用與維護保養(yǎng)手冊

1、Hsh/n=w鋰離子動力電池使用與維護保養(yǎng)手冊一電動汽車用鋰離子電池編制審核批準(zhǔn)生效日期HSH/NEW鋰離子動力電池使用與維護保養(yǎng)手冊華晨鑫源重慶汽車新能源事業(yè)部目錄1 .重要平安說明!.2 .相關(guān)介紹2.2.1 術(shù)語和定義2.2.2 鋰離子電池工作原理3.2.3 鋰離子電池為什么需要保護電路4.3 .充電6.4 .放電.7.5 .存儲8.6 .運輸9.7 .常見問題及處理方法.108 .維護. 日常維護-41-11.2 定期保養(yǎng)1111.3 維護與保養(yǎng)記錄121、重要平安說明1 .保證電池或電池組遠(yuǎn)離危險物品或危險材料,如具有腐蝕性的化學(xué)品、危險的機械設(shè)備、高溫環(huán)境等；2 .

2、不合理的使用該系列產(chǎn)品可能導(dǎo)致冒煙,如外部短路、過充電、過高的環(huán)境溫度等.假設(shè)發(fā)生冒煙的情況,請及時切斷電源,使用二氧化碳或干粉滅火器進(jìn)行處理,并用沙土或泥土掩埋.整個過程中必須及時疏散人群并及時報警假設(shè)必要時；3 .不合理的使用該系列產(chǎn)品可能導(dǎo)致單體電池鼓脹,嚴(yán)重時可能導(dǎo)致塑料外殼破裂或產(chǎn)生裂紋,此時應(yīng)立即停止使用該電池,請及時聯(lián)系我公司相關(guān)技術(shù)部門或售后效勞部門以獲得處理方法；4 .禁止拆卸、擠壓、穿刺、高溫擱置或烘烤電池,預(yù)防電池受到過高幅度的震動、外力沖擊、高處跌落等,此操作可能導(dǎo)致人身傷害或財產(chǎn)損失；5 .禁止直接把電池的正負(fù)極短路,預(yù)防有電池極柱壓緊螺栓和導(dǎo)電帶之外的任何金屬或其他

3、導(dǎo)電物體接觸電池的正極和負(fù)極,此操作可能導(dǎo)致人身傷害或財產(chǎn)損失；6 .禁止將電池暴露或長期擱置在60c以上的環(huán)境中,禁止試圖加熱或?qū)㈦姵赝度牖鹬?此操作可能導(dǎo)致人身傷害或財產(chǎn)損失；7 .禁止在沒有安裝合理的充電保護裝置鋰離子電池保護線路板、電池治理系統(tǒng)等或使用非環(huán)宇認(rèn)可的充電設(shè)備充電器、直流電源等的情況下對電池進(jìn)行充電,此操作可能導(dǎo)致人身傷害或財產(chǎn)損失；8 .禁止將電池浸入到水或其他導(dǎo)電的液體中,此操作可能導(dǎo)致人身傷害或財產(chǎn)損失；9 .禁止兒童和其他缺乏鋰離子電池平安使用知識的人使用本系列產(chǎn)品,此操作可能導(dǎo)致人身傷害或財產(chǎn)損失；10 .禁止將本系列產(chǎn)品與其他型號或類型的電池進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)使用,

4、此操作可能導(dǎo)致人身傷害或財產(chǎn)損失；禁止將含有鋰離子電池保護線路板或電池治理系統(tǒng)的整套電源系統(tǒng)再進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)操作,此操作可能導(dǎo)致人身傷害或財產(chǎn)損失,假設(shè)有需要請聯(lián)系本公司相關(guān)技術(shù)部門以獲得正確的技術(shù)支持.2、相關(guān)介紹2.1術(shù)語和定義1 .標(biāo)稱電壓用來表示電池電壓的一個適當(dāng)?shù)慕茢?shù)值；2 .額定容量在規(guī)定的條件下,電池處于完全充電態(tài)所能提供的由制造商標(biāo)明的容量值；3 .實際容量在規(guī)定的條件下,充滿電的單體電池以規(guī)定的電流放電時實際放出的容量；4 .過放電電池電壓低于放電截止電壓時的狀態(tài)通常可視為電池進(jìn)入過放電狀態(tài)；5 .最高充電電壓>由制造商推薦的在充電過程中不應(yīng)超過的充電電壓；6 .過充

5、電電池電壓高于最高充電電壓時的狀態(tài)通?？梢暈殡姵剡M(jìn)入過充電狀態(tài)；7 .過電流/<電池的工作、充電電流高于制作商允許的最大工作、充電電流的狀態(tài)通?？梢暈殡姵剡M(jìn)入過電流狀態(tài)；8 .能量型蓄電池以高能量密度為特點,主要用于高能量輸出的蓄電池,俗稱容量型電池；9 .功率型蓄電池.以高功率密度為特點,主要用于瞬間高功率輸出、輸入的蓄電池,俗稱倍率型電池；10 .常溫荷電保持與容量恢復(fù)水平蓄電池在25C±5C下貯存28天后以1.0C進(jìn)行放電,放電容量與額定容量之比稱為常溫荷電保持水平；然后在25c±5C下以1.0C充電,再放電到終止電壓,具放電容量與額定容量之比稱為容量恢復(fù)水平；

6、11 .充電終止電流在指定的恒壓充電時,蓄電池終止充電的電流；12 .荷電狀態(tài)蓄電池內(nèi)存儲的電量,一般以百分比顯示,例如30%SOC即表示蓄電池目前存儲了標(biāo)稱容量值30%勺電量,SOCgStateOfCharge的縮寫,電池組荷電狀態(tài)；13 .爆炸蓄電池外殼破裂,內(nèi)部有固體物質(zhì)從蓄電池內(nèi)沖出,并發(fā)出聲音；14 .起火蓄電池殼體內(nèi)冒出明火；15 .泄漏蓄電池的內(nèi)部成分電解液、氣體或其他物質(zhì)從電池中漏出,泄漏局部的總重量超過電池初始重量的1%寸,即泄漏16 .電池治理系統(tǒng)BMS一種能夠監(jiān)控蓄電池電壓、電流、溫度,并能與充電器、負(fù)載、熱治理系統(tǒng)等其他系統(tǒng)進(jìn)行通訊,通過一系列的限制動作以使得蓄電池能到

7、達(dá)最優(yōu)使用性能的電子電器系統(tǒng),BMS!BatteryManagerSystem的縮寫;17 .CAN通訊：ControlAreaNetwork,限制器局域網(wǎng)；2.2鋰離子電池-L作原理1、聚合物鋰離子電池工作原理圖：正電極負(fù)電機蠟Ac軍七岳茶r鬻打rM°Cxxwwww-3-皿*怙o饅需于U(lk«'i|Q裱19.充電模式CC/CVCC模式是恒流充電模式,CV模式是恒壓充電模式,口上?巾8|18 .DOD:DeepOfDischarge,放電深度；鋰離子電池正極一般采用鉆酸鋰、鍥鉆鉆鋰、磷酸鐵鋰,負(fù)極為石墨,電解液為LiPF6+EC+DMC外殼采用鋁塑膜包裝.充電時鋰

8、離子從正極層狀氧化物的晶格間脫出,通過有機電解液遷移到層狀負(fù)極外表后嵌入到石墨材料品格中,同時剩余電子從外電路到達(dá)負(fù)極.放電那么相反,鋰離子從石墨晶格中脫出回到正極氧化物品格中.在正常充放電情況下,鋰離子在層狀結(jié)構(gòu)的石墨和氧化物間的嵌入和脫出一般只引起層間距的變化,而不會引起晶體結(jié)構(gòu)的破壞,伴隨充放電進(jìn)行,正負(fù)極材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)根本不發(fā)生變化,因此從充放電反響的可逆性來講,鋰離子電池是一種理想的可逆電池.鋰離子進(jìn)入電極過程叫嵌入,從電極中出來的過程叫脫出,在充放電時鋰離子在電池正負(fù)極中往返的嵌入一脫出,正像搖椅子一樣在正負(fù)極中搖來搖去,因此有人將鋰離子電池形象的稱為“搖椅電池.2、聚合物鋰離子電

9、池電化學(xué)反響機理電極反響方程式：正極反響：LiCoQ=Li1.xCoO+xLi+xe-負(fù)極反響：C+xLi+xe-=CLix電池總反響：LiCoQ+C=Li1-xCoQ+CLix2.3鋰離子電池為什么需要保護電路1、所有的電池在充電或放電即電能與化學(xué)能相互轉(zhuǎn)換過程中,對接受或釋放電荷的水平是有一定限度的,電池本身并不能主動阻止電荷流進(jìn)或流出.所有種類的電池都會有這樣的問題,不單是鋰電池,只不過是人們在設(shè)計各種電池,采取的方式不同.在充電過程中,電池接受電荷使自身產(chǎn)生化學(xué)能,當(dāng)自身內(nèi)部的化學(xué)能量全部轉(zhuǎn)完畢后,如果外部電能還源源不斷地輸進(jìn)來,這就需要電池將過剩的能量轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌芰酷尫懦鰜砘蚯袛嗤獠?/p>

10、能量的繼續(xù)輸入.各種類型電池的不同處理處理方式：A.鉛酸電池產(chǎn)品設(shè)計中有泄氣閥裝置,當(dāng)過充電時,多余的能量可以轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?由水蒸氣通過泄氣閥釋放,這樣,一定程度上的電池過充失衡的問題就在電池的內(nèi)部解決了.B.鍥基電池產(chǎn)品設(shè)計中引入：A.負(fù)極過量以產(chǎn)生鎘氧循環(huán)效應(yīng)；B.半密封泄氣裝置,使電池即能密封使用.又能到達(dá)到達(dá)過充釋放氣體的功能,一定程度上的電池過充失衡的問題也能在電池的內(nèi)部解決了C.鋰離子電池產(chǎn)品的全密封結(jié)構(gòu)決定了解決預(yù)防過充的功能只能設(shè)在外部電池中.如果過度充電將把太多的鋰離子硬塞進(jìn)負(fù)極碳結(jié)構(gòu)里去,而使得其中一些鋰離子再也無法釋放出來,這也是鋰離子電池為什么通常配有充放電的限制保護電路

11、.同樣,在放電過程中,電池通過釋放化學(xué)能產(chǎn)生電能,當(dāng)自身內(nèi)部的化學(xué)能量全部轉(zhuǎn)完畢后,如果電池繼續(xù)被過度放電,負(fù)極片的銅箔在電壓的驅(qū)使下會以離子的形式附著到正極片上,正極片外表將會出現(xiàn)微紅色的紫銅,將對鋰離子電池的正負(fù)極造成永久的損壞,從分子層面看,可以直觀的理解,過度放電將導(dǎo)致負(fù)極碳過度釋出鋰離子而使得其片層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷,造成電池失效.2、單體鋰電池的保護方案根據(jù)鋰離子電池的化學(xué)特性,在正常使用過程中,其內(nèi)部進(jìn)行電能與化學(xué)能相互轉(zhuǎn)化的化學(xué)正常反響,但在某些條件下,如對其過充電、過放電和過電流將會導(dǎo)致電池內(nèi)部發(fā)生非正?；瘜W(xué)反響,會嚴(yán)重影響電池的性能與使用壽命,并可能產(chǎn)生大量氣體,使電池內(nèi)部壓力迅

12、速增大后而導(dǎo)致電池鼓脹而失效,因此所有的鋰離子電池都需要一個保護電路,用于對電池的充、放電狀態(tài)進(jìn)行有效監(jiān)測,并在某些條件下關(guān)斷充、放電回路以預(yù)防對電池?fù)p壞.因此保護電路一般包括過充保護、過放保護、過電流保護、溫度保護、短路保護、絕緣保護等,來有效的保護電池正常的使用.3、充電1,預(yù)充電階段：使用充電設(shè)備對電池或電池組進(jìn)行充電時,充電器以0.02C的電流值啟動充電,當(dāng)BMS僉測到所有電池電壓均在2000mVU:時即可轉(zhuǎn)到恒流充電模式；2,恒流充電階段：恒流充電開始,充電器以BM預(yù)定的最大電流進(jìn)行恒定電流值輸出；3,恒壓充電階段：恒流充電末期,電池組中任意單體電池電壓值到達(dá)單體電池電壓上限報警值,

13、充電器根據(jù)BMSg出的指令轉(zhuǎn)到恒壓輸出,電流值根據(jù)BMS勺指令進(jìn)行調(diào)整,直至任意單體電池電壓值到達(dá)單體電池電壓上限切斷值；4,充電結(jié)束：任意單體電池電壓值到達(dá)單體電池電壓上限切斷值,充電器根據(jù)BMS的指令停止充電.5,充電操作時要有專業(yè)人員進(jìn)行看護,保證充電插頭插座正常工作無發(fā)熱現(xiàn)象,保證充電設(shè)備工作正常,保證電池組及其保護線路工作正常,整個電源系統(tǒng)無短路、過流、過溫度、過充電現(xiàn)象.4、放電1 .放電開始：開啟負(fù)載,電池組開始放電,負(fù)載的限制器保證電池組的最大持續(xù)電流值和峰值電流值符合技術(shù)協(xié)議或規(guī)格書中的規(guī)定值；2 .放電結(jié)束：任意單體電池電壓值到達(dá)單體電池電壓下限切斷值,負(fù)載的限制器根據(jù)BM

14、S的指令停止對電池的放電,保證電池不會被過度放電；5、存儲1 .長期存儲前盡量保證電池或電池組的SOO60%每間隔3個月對電池進(jìn)行一次充電,保證SOO60%2 .存儲在-20C45C的環(huán)境溫度中；3 .存儲在枯燥、通風(fēng)、陰涼的環(huán)境中,預(yù)防陽光直射、高溫、高濕、腐蝕性氣體、劇烈震動等狀況；4 .禁止堆垛,本系列產(chǎn)品不允許堆垛；5 .禁止在連接著負(fù)載或隱性負(fù)載的狀態(tài)下存儲,即禁止在存儲的時候有任何形式的放電行為；6 .長期存儲后假設(shè)發(fā)現(xiàn)電池出現(xiàn)鼓脹、裂紋、電壓值低于2000m異常狀況,如果出現(xiàn)該狀況,電池有可能已經(jīng)損壞,請立即聯(lián)系本公司相關(guān)技術(shù)部門以獲得技術(shù)支持.6、運輸1,裝卸和運輸過程中應(yīng)預(yù)防

15、劇烈震動、較大的外力沖擊,禁止拋擲、翻滾、倒置、擠壓以及過高的堆垛；2,運輸過程中要預(yù)防雨淋；3,運輸前保證電池或電池組已經(jīng)與負(fù)載或充電設(shè)備斷開連接,無任何形式的充放電行為7、常見問題及處理方法在鋰離子動力電池的使用與維護保養(yǎng)過程中,電池或電池系統(tǒng)有可能出現(xiàn)以下一種或者多種的異常狀態(tài),請根據(jù)本手冊的提示組織專業(yè)的工程技術(shù)人員進(jìn)行必要的處理,假設(shè)對異常狀態(tài)的認(rèn)知或處理方法有任何疑問,請及時聯(lián)系本公司的相關(guān)技術(shù)部門或售后效勞部門以獲得專業(yè)的技術(shù)支持.1 .假設(shè)在安裝前和使用過程中發(fā)現(xiàn)電池出現(xiàn)鼓脹、外殼破裂、外殼融化變形、外殼扭曲變形等異常機械特征,立即停止使用該電池,并單獨存儲；2 .假設(shè)在安裝前

16、和使用過程中發(fā)現(xiàn)電池的極柱壓緊螺栓、導(dǎo)電帶、主回路導(dǎo)線及接插件出現(xiàn)松動、裂紋、絕緣層破裂、燒痕等異?，F(xiàn)象,應(yīng)立即停止使用、查找分析原因并給予修復(fù)；3 .假設(shè)在安裝前發(fā)現(xiàn)電池的正負(fù)極的極性與極性標(biāo)識不相符,請立即停止使用該電池并聯(lián)系售后效勞部門更換該電池或獲得其他處理方法；4 .假設(shè)在安裝前和使用過程中發(fā)現(xiàn)電池的溫度超過85C,應(yīng)立即停止使用該電池,將電池單獨擱置,假設(shè)溫度繼續(xù)上升那么需要采用沙土掩埋；5 .假設(shè)在安裝前和使用過程中發(fā)現(xiàn)電池出現(xiàn)冒煙的情況,應(yīng)立即停止使用該電池并用沙土掩埋,同時及時通知本公司的售后效勞部門作為備案與獲得技術(shù)支持；8、維護8.1日常維護1 .充電操作時要有專業(yè)人員進(jìn)

17、行看護,充電過程中保證插頭與插座接觸良好,保證充電設(shè)備工作正常,保證電池組各連接點接觸良好.如果出現(xiàn)異常,需要修復(fù)后才能充電；2 .充電和放電前檢查BMS的顯示器上顯示的電池電壓、溫度、壓差等狀態(tài),保證所有值都處于正常范圍內(nèi)；3 .假設(shè)電池組上蓋與極柱上存在大量灰塵、金屬屑或其他雜物,及時使用壓縮空氣進(jìn)行消理,預(yù)防使用水或水浸濕的物體進(jìn)行清潔；4 .充電和放電時盡量預(yù)防有水或其他導(dǎo)電物體濺到電池上蓋與極柱處,例如暴露在大雨中使用；5 .根據(jù)電池或電池組實際使用狀態(tài)估計電池的充電時間和放電時間,在充電末期和放電末期注意觀察電池或電池組是否存在異常,如電池的電壓差問題.6 .2定期保養(yǎng)1 .檢查B

18、MS顯示器上的電壓數(shù)據(jù)與實際電池電壓值,以保證BMS的電壓采集的準(zhǔn)確性,假設(shè)不一致那么要進(jìn)行校對,采集的電壓與實際電池電壓誤差不超過5mV1次/月；2 .檢查BMS的溫度采集數(shù)據(jù)與實際溫度值,采集數(shù)據(jù)與實際溫度值的數(shù)據(jù)誤差不允許超過3C,保證電池不會在溫度過高或溫度過低的時候被充電或者放電,1次/月；3 .檢查BMS勺電流采集數(shù)據(jù)與實際電流值,誤差不允許超過1%保證電池不會被過電流充電或者過電流放電1次/月；4 .檢查導(dǎo)電帶、電壓采集端子等節(jié)點是否存在松動、脫落、生銹或者變形等情況,保證電池組使用的串并聯(lián)線束牢固可靠1次/月；5 .檢查電池外殼是否存在裂縫、變形、極柱松動、鼓脹等異常情況1次/

19、月；6 .檢查充電設(shè)備的可靠性,保證充電設(shè)備完全根據(jù)BMS發(fā)出的調(diào)壓調(diào)流信號執(zhí)行充電動作,保證電池不會被過充電1次/月；1次/月;7 .檢查放電保護設(shè)備,例如快速熔斷器、直流接觸器、繼電器、空氣開關(guān)等,保證假設(shè)出現(xiàn)短路、過流等危險狀況時電池組能被快速切斷主回路8 .測試電機限制器、車載空調(diào)限制器等高壓用電設(shè)備的通訊及執(zhí)行功能,保證當(dāng)BMS發(fā)出切斷信號時,所有高壓用電設(shè)備能及時停止用電,保證電池不被過放電1次/月；9 .檢查電池組與車體的絕緣電阻狀態(tài),保證阻值符合中國國家標(biāo)準(zhǔn)?500Q/V,以保證電池不存在漏電現(xiàn)象1次/月；10 .假設(shè)出現(xiàn)電池組帶電量不一致的情況時,解決的方法如下：A、使用帶有

20、均衡功能且均衡功能效果非常好的治理系統(tǒng),最好是具有均衡充電功能的治理系統(tǒng).B、將所有單體電池用小于0.3C的充電電流將單體電池的電壓充到3.65V.方法一：首先使用用聯(lián)充電器將整組電池充電,直到出現(xiàn)單體電池上限電壓保護,再使用限定電壓為3.65V的恒流充電器均衡充電設(shè)備對所有單體電池進(jìn)行充電,直到所有單體電7&電壓都到達(dá)3.65V.該均衡充電設(shè)備的性能指標(biāo)為輸入電壓可根據(jù)當(dāng)?shù)厥褂媒涣麟妷憾?如AC220V輸出電壓為DC3.65M輸出電流為0.01C,如10A或20A等,該設(shè)備由整車廠家從充電器廠家直接購置.1次/3個月或出現(xiàn)帶電量不一致時方法二：把電池組中的所有電池拆下,用充放電測試柜把所有電池都充滿,讓其帶電量一致.1次/3個月或出現(xiàn)帶電量不一致時C、將所有單體電池用小于0.3C的放電電流將單體電池的電壓放到2.3V,.方法一、把電池組中的所有電池拆下,用充放電測試柜把所有電池都放到2.3V,讓其帶電量一致.1次/3個月或出現(xiàn)帶電量不一致時方法二：首先將整組電池放電可以采用跑車的方法,直到出現(xiàn)單體電池欠壓保護.再采用限定電壓2.8V的放電設(shè)備對單體電池進(jìn)行放電,直到所有單體電池電壓都等