电池失水、热失控
在电池充电后期,随着电池电压的不断升高,常规电池常温下单格电压达2.35v就开始析氧,2.42v析氢——电解水。而温度决定析氧、析氢的临界电压,每升高一度则下降0.004v。析气量与高于临界电压的差值、电流成正比。电动车电池为密封阀控式,少量的析氧会在负极重新化合为水——氧循环。而过多的析氧、氢,会增加密封电池内部的气压,以至于打开阀门排气,排出去的主要是氢气和氧气——也就失水。
电池内部的氧循环是放热反应,产生的热量会使电池温度升高,而温度的升高会使电池析氧临界电压降低,此时充电器往往处于恒压段(普通三段式),电池端电压不变,临界析气电压的下降,使电流反升,造成析氧量更大,发热更大,温度更高,如此恶性循环就会造成热失控。如果此时所产生的高热无法排除,特别是夏天,高热高温会使电池塑料外壳软化,再加之电池内部的高气压,这时的电池也就鼓了。
并不是所有的电动车电池在三段式的常规参数下都会充鼓,也不是都能充足,这就是电池参数的离散性,也就是三段式其固有的技术参数的不足了。要杜绝充鼓现象,就不能用恒流、恒压型的二段、三段式充电器.。
目前,为了解决充鼓问题,很多厂家推出了防充鼓的策略:增大转折电流、负脉冲去极化从而降低限压值(增加了充电不足的可能)。
有一种所谓“永不充鼓”充电器,究其电路是在普通三段式基础上增加定时关机功能。定时方式大体分为二种:
1、全程定时,开始充电为定时起点,定时8~10小时关机,理论依据为:正常充电为8~10小时,要是发生热失控,要充鼓电池往往大于8~10小时,而此时关机了也就避免了充鼓。但是,如果被充电池并不是全放电状态,可能3~5小时就充足进入恒压段,要是此时发生热失控,离关机可是还有5~7小时......
2、以三段式充电恒压(限压)时电流下降至转折点(进入涓流段)为定时起点,一般定时2~3小时关机。理论依据为:产生热失控往往是进入涓流段后,充电电流随着电池温度的继续升高,不是下降,而有反升,重新进入恒压段,这种情况下,要充鼓电池的时间也要大于2~3小时。但是,如果产生热失控比较早,充电电流在没有降至转折点时就开始反升,此时的定时还没开始工作呢!......
失 衡
电动车电池为铅酸电池多格串联而成,常见的36v有18格,48v的24格。行业公认铅酸电池单体的深充深放循环寿命为600次左右,但一个不争的事实是,这些单体一旦组合成电池组,即便这个电池组在很正常的条件下使用,它的循环寿命也会锐减至200次左右,组合电压越高,寿命越低。虽然,电池组在出厂前经过严格配组,假设每只电池都是非常的一致,但是由于每格电池自放电的差异、排气压力的差异、硫酸比重的差异、失水的差异、开阀压差别、制造工艺的差别等等原因,造成每格电量的不均。就如自放电大一点的格,每次用三段式恒压充电机就难以完全充足电,因为充电机是以总电压控制的,虽然未充足电的格电压低,但充足电的格已是超过了设定值,总电压已达到设定值,此时充电器降压转为涓流段。都说涓流段有均衡作用,试想电压都降下去了,电流也只有0.02a左右,只能应付自放电而已。串联电池使用时放电是每格均等的,电量少的格就会过早进入有损低电压(<1.5v),甚至反极,而充电电流也是均等的,有损低电压格充电时接受能力也会比正常的弱,得到的电量也就更加少。如此反复充放电,欠充会造成硫化,过放造成软化,少电量的格越用越坏,电量越来越少,产生严重失衡。串联电池的电量是以最低电量格来确定整体容量的,一格的失衡也就导致电池整体容量的迅速下降。
要提高电动车电池组的使用期限,解决失衡又成为了整体技术工程中的重中之重。
现有技术,在串联充电中,只有高压小电流的过充电才是无损均衡充电的唯一出路。
影响电动车电池寿命的原因主要为:失水、硫化、热失控、失衡等,有电池原有的客观质量问题,也有使用环境、充电问题。
一个理想的充电器也就应该同时具备:
1、减少失水:a降低恒压值;b负脉冲去极化以降低恒压值。
2、去硫化:a高压大电流正脉冲去硫化;b高压小电流过充电去硫化。
3、防充鼓:a降低恒压值;b升高转折电流值;c提前降低恒流值,以减少发热量;d定时关机。
4、均衡:a高压小电流过充电;b高压大电流正脉冲补充电。 |