關(guān)于電動自行車電池的幾個問題

關(guān)于電動自行車電池的幾個問題

越來越多的人使用電動汽車作為實(shí)用的交通工具。電動汽車是電動汽車的中心部件，也是電動汽車技術(shù)的瓶頸，因此受到了人們的高度重視。本文將初步探討關(guān)于電動自行車電池的幾個問題。一、電池容量的確定電動自行車電池的電壓分為24伏(2節(jié))、36伏(3節(jié))、48伏(4節(jié));電池容量分為8安時、12安時、14安時、17安時等(“安時”是電池的容量單位,例如:電池放電的電流強(qiáng)度是1A,能持續(xù)放電時間為8小時,電池的容量就是Q=I×t=8安時)。目前,我們常用的電動自行車電池主要是密封型免維護(hù)鉛酸蓄電池,當(dāng)然,電動車應(yīng)該也可以用鎳氫電池和鋰離子電池。但是由于技術(shù)上和價(jià)格上的原因,目前市場上仍舊是以鉛酸蓄電池為主。二、pbso4+2hs2放電反應(yīng)蓄電池的運(yùn)行特性鉛酸蓄電池內(nèi)的陽極(PbO2)及陰極(海綿狀Pb)浸到電解液(稀硫酸)中,在充放電時,陰陽極及電解液就會發(fā)生如下的變化:(1)放電中的化學(xué)變化PbO2(陽極)+2H2SO4(電解液)+Pb(陰極)--->2PbSO4+2H2O(放電反應(yīng))蓄電池連接外部電路放電時,稀硫酸即會與陰、陽極板上的物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng),生成化合物“硫酸鉛”。放電愈久,硫酸濃度愈小,硫酸鉛濃度愈大。(2)充電中的化學(xué)變化2PbSO4+2H2O--->PbO2(陽極)+2H2SO4(電解液)+Pb(陰極)(充電反應(yīng))由于放電時在陽極板、陰極板上所產(chǎn)生的硫酸鉛會在充電時被分解還原成硫酸、鉛和過氧化鉛,因此充電時電池內(nèi)電解液的濃度逐漸增加,并逐漸回復(fù)到放電前的濃度,蓄電池中的活性物質(zhì)還原到可以再度供電的狀態(tài),當(dāng)兩極的硫酸鉛被還原成原來的活性物質(zhì)時,即等于充電結(jié)束。充電到最后階段時,電流幾乎都用在水的電解,陰極板就產(chǎn)生氫,陽極板則產(chǎn)生氧,因而電解液會減少,此時應(yīng)以純水補(bǔ)充之。三、蓄電池的故障鉛酸蓄電池的壽命一般是一年半到兩年,這是讓電動自行車用戶極不滿意,然而又無可奈何的一件事。造成電池壽命短的原因主要是硫化。電池內(nèi)的硫酸鉛是一種非常容易結(jié)晶的物質(zhì),當(dāng)電池電解液中的硫酸鉛濃度過高或靜態(tài)閑置時間過長時,就會“抱成”團(tuán),結(jié)成小晶體,這些小晶體再吸引周圍的硫酸鉛,就象滾雪球一樣形成大的惰性結(jié)晶,結(jié)晶后的硫酸鉛充電時不但不能再還原成氧化鉛,還會沉淀附著在電極板上,造成了電極板工作面積下降,這一現(xiàn)象叫硫化,也就是常說的老化。這時電池容量會逐漸下降,直至無法使用。當(dāng)硫酸鉛大量堆集時還會吸引鉛微粒形成鉛枝,正負(fù)極板間的鉛枝搭橋就會造成電池短路。如果極板表面或密封塑殼有縫隙,硫酸鉛結(jié)晶還會在這些縫隙內(nèi)堆積,并產(chǎn)生膨脹張力,最終使極板斷裂脫落或外殼破裂,造成電池不可修復(fù)性物理損壞。所以,導(dǎo)致鉛酸蓄電池失效和損壞的主要機(jī)理就是電池本身無法避免的硫化。電池制造商都進(jìn)行過1C充電70%,2C放電60%的循環(huán)壽命試驗(yàn)。經(jīng)過這樣的壽命試驗(yàn),可達(dá)到充放電循環(huán)350次壽命的電池很多,但是實(shí)際使用效果就相差甚遠(yuǎn)了。這是因?yàn)殡妱榆囎孕熊嚬ぷ鲿r的電流相對更大。中國自行車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會制定的《電動自行車通用技術(shù)條件》(BG17761-1999)中規(guī)定“電動自行車最高車速應(yīng)不大于20km/h”,“電動自行車的整車質(zhì)量應(yīng)不大于40kg。”而實(shí)際路上跑的電動自行車又有多少沒有超過這個標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的車速呢?豪華款電動自行車有的車速甚至高達(dá)35km/h。市場占主導(dǎo)銷售量的豪華款電動自行車多數(shù)重量都超過了50kg,隨著車速和車重的增加,電動自行車的行駛電流也增加了,大電流加速了電池的硫化。電池與電動車實(shí)際性能的這種不匹配更造成了電池壽命的不理想。所以,起動電動自行車時,蹬幾下腳蹬,不要超速,不要超載,這些都會對電池有好處。造成電池壽命短的另外一個原因是“失水”。電動車企業(yè)采用的蓄電池都是密封型免維護(hù)鉛酸蓄電池。對用戶而言,“密封”是必要的,否則酸液溢出的后果不堪設(shè)想。所謂“免維護(hù)”是指鉛酸蓄電池在使用過程中不用補(bǔ)加水,這主要靠兩條途徑來實(shí)現(xiàn):1.抑制充電后期或過度充電過程中氣體的產(chǎn)生;2.使充電后后期或過度充電過程中產(chǎn)生的氣體被電池內(nèi)的材料吸收(還原成水)。但是,充電到最后階段時,水被電解而越來越少的情況只是被抑制而不能完全避免,不能補(bǔ)充水終究會造成“失水”而使電池過早報(bào)廢。四、鉛酸蓄電池不充答案是:最好天天充。說用完再充好的大概是來源于早期手機(jī)用戶,電池是鎳鎘蓄電池,有較強(qiáng)的記憶效應(yīng),若電池多次淺充淺放就會充不進(jìn)也放不出,所以要用完再充。但是多數(shù)電動自行車用的是鉛酸蓄電池,所以就不應(yīng)用完再充,因?yàn)槟菢訒铀倭蚧倪M(jìn)程。鉛酸蓄電池放電到終止電壓時硫酸鉛濃度特別大,生成晶枝短路的可能性增大,而且此時硫酸鉛會結(jié)晶成較大顆粒,即形成不可逆的硫酸鹽化,甚至無法修復(fù)。所以,鉛酸蓄電池經(jīng)常放完電對電池的壽命影響比較大,而且鉛酸蓄電池的記憶效應(yīng)沒有鎳鎘蓄電池那么強(qiáng)烈,更不必用完再充,而應(yīng)該隨用隨充。五、鎳鎘電池“深度放電能使電池恢復(fù)容量”的說法流傳很廣,但是也被很多人質(zhì)疑。實(shí)際,這個說法也是針對有較強(qiáng)記憶效應(yīng)的電池種類(比如鎳鎘電池)來說的。電動自行車用的鉛酸蓄電池、鎳氫電池或者鋰離子電池等幾種電池都沒有很強(qiáng)的記憶效應(yīng),所以不必這么做,特別是最常見的鉛酸蓄電池,深度放電造成硫化的危害成了主要矛盾,所以,深度放電是不可取的。六、蓄電池極板硫化修復(fù)隨著電動自行車的增多,做電池修復(fù)的也增多了,有不少人對此抱懷疑的態(tài)度,那么,電池修復(fù)真的可行嗎?這當(dāng)然是可行的。過早報(bào)廢的電動自行車鉛酸蓄電池中有90%是由于極板硫化造成的。所以,首要的修復(fù)方法就是對硫化的修復(fù)?？梢杂梦锢淼姆椒?、電子高頻脈沖的方法連續(xù)地清除電池極板上的結(jié)晶硫化物,并有效地防止新的結(jié)晶硫化物產(chǎn)生,使蓄電池極板始終呈全新和高效工作狀態(tài),恢復(fù)和保證蓄電池穩(wěn)定的容量輸出,提高蓄電池的工作效率,從根本上改善鉛酸蓄電池的工作性能,大大延長蓄電池壽命。另外,還有很多蓄電池失效的原因是密封型免維護(hù)鉛酸蓄電池在使用時無法加水,造成“失水”。只要在合適的時期內(nèi)補(bǔ)充水,則部分活性物質(zhì)就可以恢復(fù)其容量,重新投入使用。七、溫度低時電解不易擴(kuò)散在冬天,會覺得電動自行車的電池容量變小了。這是因?yàn)?1、溫度低時,電解液不易擴(kuò)散,兩極活性物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率變慢;2、溫度低時電解液的阻抗增加,電池內(nèi)阻增大,造成輸出電壓減小。八、防模件燒損措施的實(shí)施單從性能考慮,鎳氫電池以及鋰離子電池是更好的選擇。鎳氫電池能量密度大、充電次數(shù)多、記憶效應(yīng)小。比它更好的是鋰離子電池,它的體積小,質(zhì)量輕,循環(huán)壽命長(循環(huán)壽命在800-1000次左右),無記憶效應(yīng)(充放電深度,不影響電池的容量及壽命),無污染(電池材料不存在有毒物質(zhì))。但是它們價(jià)格較高,目前幾乎沒有廠家用這些種類的電池作為電動自行車的原裝電池。隨著制造技術(shù)的成熟,這兩種電池,特別是鋰離子電池的造價(jià)會降低到更合適,來代替現(xiàn)在的鉛酸蓄電池,這個時間大概不會太遠(yuǎn)。參考文獻(xiàn)上接第92頁燒壞。因此設(shè)備安裝完場所易泄漏的地方,另外設(shè)備的接線孔要后電纜槽盒要及時扣槽盒內(nèi)。2.2.2有些電動閥反饋點(diǎn)(24VDC)與用一個開關(guān)(如圖一)起電氣高壓串入低壓的通道燒毀。因此在選購設(shè)備備,使電氣接點(diǎn)和熱隔離回路。如果購買要求,就應(yīng)該在現(xiàn)場接點(diǎn)。在七臺河工程構(gòu)加了不少輔助接點(diǎn)圖2.2.3電機(jī)反饋信在現(xiàn)場中由于D信號接點(diǎn)使用成外掛上。在接觸器動作或易將380V強(qiáng)電串入DC