電動(dòng)自行車用蓄電池的日常維護(hù)及保養(yǎng)
電動(dòng)車商情網(wǎng) 電動(dòng)車商情網(wǎng) 俠名 電動(dòng)車維修 2005-11-10
| 一、概述 作為電動(dòng)自行車的動(dòng)力源——蓄電池種類很多，如鉛酸蓄電池、鉛酸膠體蓄電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池、鋅空氣電池和燃料電池等，其中鉛酸蓄電池和鉛酸膠體蓄電池均制造成閥控密封式免維護(hù)式，以其價(jià)格較低而被廣泛采用，但是因其重量、體積都很大，比容小、壽命短，成為電動(dòng)自行車普及的瓶頸。 鎳鎘電池的大電流放電特性和抗過充電特性都很好，但是由于鎳鎘電池的記憶效應(yīng)和人們對(duì)鎘污染的擔(dān)心，在電動(dòng)車的動(dòng)力源家族(Familia)中，未能占據(jù)一席之地。 鎳氫電池的比容比鉛酸電池大的多，壽命也較長，大電流放電特性也比鉛酸電池好，價(jià)格介于鉛酸電池和鋰離子電池之間，受到了大家的關(guān)注。 鋰離子電池，聚合物鋰電池的比容壽命都比鎳氫電池好，但由于鋰電池的內(nèi)阻大，放電電流不能很大，36V電池組一般持續(xù)放電的最大電流接近1C，瞬間脈沖最大電流接近1.5C。 鎳氫電池、鋰離子電池、聚合物鋰電池的致命缺點(diǎn)是安全問題，在過充電和過放電時(shí)，易引起單體電池隔板熔化，導(dǎo)致電池組失效甚至引起爆炸和燃燒。目前各科研部門和生產(chǎn)廠家的技術(shù)人員已經(jīng)研制了電池組管理模塊，較好的處理了串并聯(lián)電池組充放電的均衡管理，使鎳氫電池、鋰電池的安全性得到很大的改善，但是，這些管理模塊還不能對(duì)每個(gè)單體電池的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行顯示，至少還不能夠?qū)\(yùn)行不良的單體電池進(jìn)行告警顯示，顯然還存在著內(nèi)在的安全隱患。也許這個(gè)問題很快就能得到解決。鎳氫電池、鋰電池的管理模塊的成本很高，幾乎接近電池成本，這就使得售價(jià)居高不下，一組36V的鋰電池的售價(jià)幾乎相當(dāng)于一部簡易款的電動(dòng)自行車的售價(jià)，這對(duì)工薪族來說是使人望而卻步。當(dāng)然隨著銷售量的增大，生產(chǎn)成本會(huì)逐漸下降到一個(gè)可以接受的水平，那是不算太遙遠(yuǎn)的將來的事了。 鋅空氣電池和燃料電池的污染小，比容大，比較安全，但是它的推廣需要建立足夠的換電網(wǎng)點(diǎn)，每個(gè)網(wǎng)點(diǎn)需要有足夠換用的備用電池，運(yùn)營成本會(huì)增大。 二、鉛酸蓄電池的工作原理和維護(hù) （一）鉛酸蓄電池、鉛酸膠體蓄電池的工作原因。 鉛酸蓄電池的負(fù)極是海綿狀的鉛制成，正極是二氧化鉛制成，海綿狀的鉛和二氧化鉛均為活性物質(zhì)，在比重為1.28的硫酸水溶液（電解液）中進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)。 放電反應(yīng)： Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O 充電反應(yīng)： 2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4 放電時(shí)，海綿狀鉛和二氧化鉛與硫酸反應(yīng)生成硫酸鉛，這種硫酸鉛的結(jié)構(gòu)疏松，晶體非常細(xì)小，電化學(xué)活性很高，充電時(shí)，在電流作用下能重新生成正極的二氧化鉛和負(fù)極的海綿狀鉛�？梢�，在正常狀態(tài)下，這種電化學(xué)反應(yīng)是完全可逆的。 放電時(shí)生成硫酸鉛的過程亦稱為“鹽化反應(yīng)”、“硫化反應(yīng)”，這種硫酸鹽生成后的一段時(shí)間內(nèi)活性很強(qiáng)。如果這段時(shí)間內(nèi)未充電，未能及時(shí)轉(zhuǎn)化為海綿狀鉛和二氧化鉛。隨溫度下降，活性的硫酸鉛會(huì)再結(jié)晶成為顆粒較大的晶體。這種白色粗晶粒硫酸鉛導(dǎo)電性能很差，難溶解，充電時(shí)也不能再還原成海綿狀鉛和二氧化鉛的，形成了不可逆的鹽化（硫化），嚴(yán)重時(shí)，這些結(jié)晶體附著在電板表面，阻擋了電解液與涂層活性物質(zhì)的反應(yīng)，造成內(nèi)阻增大，電池容量下降，電解液溫度過高，O2、H溢出而失水，電極柵板變形，活性物質(zhì)脫落，單格電池短路或斷路等惡性循環(huán)發(fā)生。 （二）日常維護(hù)和保養(yǎng) 1、不要無初速度(Tempo)狀態(tài)下直接電啟動(dòng)，上坡時(shí)，頂風(fēng)騎行時(shí)，適當(dāng)加上人力騎行，上述情況下，瞬間電流可達(dá)到十幾安培，長時(shí)間大電流放電會(huì)加重鹽化，會(huì)因電池溫度過高形成失水、極板變形、活性物質(zhì)脫落……現(xiàn)象，使電池壽命縮短，騎行中應(yīng)巧妙利用滑行，盡量減少強(qiáng)行剎車和反復(fù)啟動(dòng)，可以節(jié)約能源和延長蓄電池的使用壽命。 2、不要追求過高的時(shí)速而剪掉控制器限速器的限速線，不要追求更大的扭矩而選用350W左右的大功率電機(jī)，放電電流與‘時(shí)速’‘阻力矩’大體上成正比關(guān)系，特別是加速階段，放電電流更會(huì)成倍增加，持續(xù)的大電流放電，電化學(xué)反應(yīng)激烈，會(huì)引起極板變形，活性物質(zhì)脫落，電解液析氧，析氫逸出造成失水，這些都會(huì)縮短電池的使用壽命，甚至造成不可修復(fù)的損壞。電摩用的電池，使用壽命一般在3-6個(gè)月；大功率電機(jī)用的電池，使用壽命一般在6-10個(gè)月。 3、要及時(shí)充電 蓄電池放電時(shí)就開始了鹽化反應(yīng)（硫化反應(yīng)），及時(shí)充電可以將具有活性的硫酸鉛及時(shí)轉(zhuǎn)化為活性的海綿狀鉛和二氧化鉛，若放置12小時(shí)以上，活性的硫酸鉛就會(huì)再次結(jié)晶成為較大晶體顆粒，成為不可逆鹽化（硫化）。如果每次騎行都需要及時(shí)充電，使電池處于淺循環(huán)狀態(tài)，會(huì)延長電池的使用壽命。 4、要定期深放電 每月進(jìn)行1-2次深放電，所謂深放電是指在平坦路面上，正常負(fù)荷條件下騎行到第一次欠壓保護(hù)的完全放電，或者用放電儀進(jìn)行完全放電，也就是使每個(gè)單個(gè)電壓下降到1.75V，然后再完全充電，會(huì)使電池容量略有提升。 值得注意的兩個(gè)問題：①深放電和過度放電只是一步之遙，第一次欠壓保護(hù)時(shí)，是深放電的標(biāo)志，（當(dāng)然控制器的欠壓保護(hù)值應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確定位在每單個(gè)電壓為1.75V時(shí)）欠壓保護(hù)后，蓄電池會(huì)有2-3V的回升電壓，切不可用回升電壓再驅(qū)動(dòng)行使，對(duì)電池來講這是過渡放電，對(duì)電池的損害是致命的。用放電儀來完全放電應(yīng)該不存在這樣的問題。②蓄電池廠家生產(chǎn)的蓄電池，很難保證內(nèi)阻的一致性，特別是內(nèi)化成的產(chǎn)品，影響內(nèi)阻的變數(shù)更多，內(nèi)阻的雜散分布更是多見，主要體現(xiàn)在深放電至33V（36V電池組）以下時(shí)，有可能出現(xiàn)其中一、二塊電池（每塊電池內(nèi)裝有6個(gè)單格電池）的電壓迅速下降到10.5V以下，其余電池可能還維持11V以上放電，電池組的總電壓可能還未達(dá)到放電的下限31.5V，此時(shí)應(yīng)立即停止放電，這樣的電池被稱為“落后電池”，繼續(xù)放電時(shí)，這個(gè)‘落后電池’就會(huì)過度放電而損壞，這樣現(xiàn)象在初裝時(shí)，并不明顯，所以用戶在使用電池一段時(shí)間后最好請(qǐng)有關(guān)部門用放電儀進(jìn)行一次深放電，觀察每塊電池放電的一致性，如能維修更好，至少要記下其中落后電池放電至10.5V時(shí)的總電壓值，這是您這組電池的深放電下限。當(dāng)然一組電池中出現(xiàn)‘落后電池’，肯定會(huì)使電池容量大打折扣，而且充電時(shí)，‘落后電池’會(huì)最先充滿，而隨其余電池繼續(xù)充電時(shí)就會(huì)過度充電，放電時(shí)，‘落后電池’會(huì)最先放電到下限，而隨其余電池繼續(xù)放電時(shí)就會(huì)過度放電，形成惡性循環(huán)，很快就出現(xiàn)容量迅速衰減的狀況。 5、不要隨意更換充電器，按說明書要求正確使用充電器。 整車廠的電動(dòng)自行車出廠時(shí)，充電器是與所配置的蓄電池相匹配的。其補(bǔ)充電流、充電最高電壓和轉(zhuǎn)換電流、浮充電壓、浮充電流是規(guī)定好的，其它充電器的參數(shù)都有一定的范圍的差異，很有可能與所配置的蓄電池不匹配，所以不可隨意更換充電器。 充電器在強(qiáng)烈震動(dòng)和顛簸中，會(huì)使參數(shù)漂移，通風(fēng)不良環(huán)境中使用，充電器的溫度可達(dá)70℃左右，會(huì)使參數(shù)熱漂移，都會(huì)影響充電器的正常工作，會(huì)對(duì)蓄電池造成過充電、欠充電等損害。 再有，充電器要有浮充的功能，充電器顯示充滿的指示燈亮?xí)r，只表示充入的電量達(dá)到總?cè)萘康?7%-99%，應(yīng)當(dāng)繼續(xù)進(jìn)行浮充（涓流）充電2小時(shí)，使其徹底充滿。這樣可以抑制電池的鹽化。充電器如果有正脈沖充電功能，可以有效地防止電池的鹽化積累。充電器若有負(fù)脈沖充電功能，則可以有效地消除電池的極化積累。 6、防止自放電 引起自放電的因素很多，如電解液及極板材料有雜質(zhì)，引起局部電池效應(yīng)自放電，隔板破裂，活性物質(zhì)脫落，蓄電池蓋(Guy)上有浸潤性灰塵，電解液或水形成回路自放電。 我們能做到的是保持蓄電池蓋(Guy)上的干燥和清潔。冬天從屋外移到屋內(nèi)的蓄電池其表現(xiàn)上會(huì)有冷凝水，可擦拭或靜置屋內(nèi)待其蒸發(fā)后再充電。 7、不可欠電貯存 長期停用的電池，要首先將電池充滿電再存放，并且至少每個(gè)月要重新完全充電一次。 8、一般的鹽化蓄電池可由專業(yè)商家用修復(fù)儀進(jìn)行干式修復(fù)或補(bǔ)液修復(fù)。 嚴(yán)重?fù)p壞的蓄電池應(yīng)由生產(chǎn)廠家處理，這里不再多述其工作原因了。 三、鉛酸蓄電池的性能指標(biāo) 1、蓄電池的額定容量 按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電池容量，單位是Ah，是放電電流與完全放電時(shí)間的乘積，表達(dá)電池儲(chǔ)存電量的多少。以6-DZM-10蓄電池為例：當(dāng)蓄電池以2小時(shí)率放電時(shí)（即以5A放電），放電時(shí)間應(yīng)在120分鐘以上，5A×（120/60）h=10Ah。這相當(dāng)于在平坦路面上勻速行駛2小時(shí)，20km/h×2h=40km，是充電一次的續(xù)行里程。 使用過程中，蓄電池的容量會(huì)逐漸衰減，續(xù)行里程自然會(huì)減少。 2、放電循環(huán)壽命 蓄電池的初容量的大小，不代表蓄電池的壽命長短，各廠家蓄電池的鉛粉質(zhì)量、鉛膏配制、板柵的材質(zhì)、隔板的選用、電解液的配制，各有不同。有些電池初容量大，壽命短；有些電池初容量小，壽命長；有些電池則兼顧初容量和壽命。 有些整車廠單憑幾次2小時(shí)率完全放電的結(jié)果，或只憑用電池跑幾次續(xù)行里程的結(jié)果來評(píng)價(jià)蓄電池的優(yōu)劣是不妥當(dāng)?shù)摹?衡量蓄電池使用壽命的指標(biāo)是：放電循環(huán)壽命。通常測(cè)量的方法是電池充滿電后，在放電至總?cè)萘康?0%為一次循環(huán)。此循環(huán)次數(shù)多少，表示電池使用壽命的長短。電動(dòng)自行車用的蓄電池循環(huán)壽命應(yīng)不少于350次，低于此值的電池為不合格。 3、額定電壓：電動(dòng)自行車用的蓄電池的單格額定電壓為2V，組成6V、12V、24V、36V、48V的電池組。 4、配組合理：配組不當(dāng)，會(huì)在串聯(lián)電池組中出現(xiàn)‘落后電池’。其后果如前所述�！� |
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