電池――電動(dòng)車的動(dòng)力之源、核心部件
其性能的好壞對(duì)整個(gè)車子的使用和壽命至關(guān)重要?,F(xiàn)在電動(dòng)車主要采用鉛酸蓄電池,關(guān)于“蓄電池不是用壞的而是充壞的”決非危言聳聽(tīng),蓄電池充電性能好壞對(duì)蓄電池的使用壽命和使用性能起著舉足輕重的作用,必須重視。其原因主要如下:
1、蓄電池的放電深度對(duì)蓄電池循環(huán)使用壽命影響很大,這是因?yàn)榉烹娚疃仍缴?,電極膨脹收縮量越大,正極的活性物質(zhì)脫落越多,從而失去放電特性,性能下降,直至壽命終止。所以蓄電池使用時(shí)應(yīng)盡量避免深度放電,做到淺放勤充,一般情況應(yīng)做到:蓄電池以放電深度為50%-70%時(shí)充一次電最佳。
2、蓄電池放電到終止電壓后,繼續(xù)放電(過(guò)放電)會(huì)嚴(yán)重?fù)p害蓄電池,這是因?yàn)榇藭r(shí)極易形成不可逆硫酸鹽化,從而使充電恢復(fù)能力變差,甚至無(wú)法修復(fù)。所以蓄電池使用時(shí)應(yīng)防止過(guò)放電,“欠壓保護(hù)”是有效的措施?!扒穳罕Wo(hù)”措施是由電動(dòng)車控制器控制的,但因電動(dòng)車儀表和指示燈等耗電電器不受控制器控制,所以電動(dòng)車鎖一旦合上就開(kāi)始用電,雖然電流小,但若長(zhǎng)時(shí)間放電,蓄電池就會(huì)出現(xiàn)過(guò)放電。因此,不得長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)鎖,不用時(shí)應(yīng)立即關(guān)掉。
3、充電電流應(yīng)小于或等于蓄電池可以接受的充電電流,否則,過(guò)充電產(chǎn)生的過(guò)剩電流會(huì)使電解水液過(guò)快地消耗掉,并產(chǎn)生嚴(yán)重的析氣現(xiàn)象,時(shí)間長(zhǎng)了將使充電變得十分困難,所以充電時(shí)因盡可能防止過(guò)充電。正規(guī)廠家生產(chǎn)的充電器可確保不對(duì)電池過(guò)充電。
4、鉛酸蓄電池尤其怕虧電放電,虧電電池放置3-7天,將有可能永久損壞,因此,蓄電池使用過(guò)后請(qǐng)盡快充電。對(duì)于長(zhǎng)期不使用的電池,應(yīng)每隔15天左右對(duì)電池充電一次,以補(bǔ)償電池存放時(shí)的自放電電量損失。
5、蓄電池在高溫季節(jié)運(yùn)行,主要存在過(guò)充電的問(wèn)題。因此,夏天應(yīng)盡量降低蓄電池溫度,保證良好的散熱,防止在烈日暴曬后即充電,并應(yīng)遠(yuǎn)離熱源。在低溫情況下,充電主要存在充電接受能力差、充電不足造成電池虧電的問(wèn)題。低溫時(shí)應(yīng)采取保溫防凍措施,特別是充電時(shí)應(yīng)放在溫暖的環(huán)境中,有利于保證充足電,防止不可逆硫酸鹽化的產(chǎn)生,延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。
6、一般情況下,放電深度較大的蓄電池使用壽命在1年左右,放電深度在50%-70%的蓄電池壽命在1年半左右。個(gè)別廠家生產(chǎn)的蓄電池可以達(dá)到2年以上。


蓄電池典型故障及對(duì)策
一、電池漏液
1、故障現(xiàn)象
常見(jiàn)的漏液現(xiàn)象:一是上蓋與底槽之間密封不好或因碰撞,封口膠開(kāi)裂造成漏液;二是帽閥滲酸漏液;三是接線端處滲酸漏液;四是其他部位出現(xiàn)滲酸漏液。
2、故障的檢查和處理
先做外觀檢查,找出滲酸漏液部位。取開(kāi)蓋片看帽閥周圍有無(wú)滲酸漏液痕跡,再打開(kāi)帽閥觀察電池內(nèi)部有無(wú)流動(dòng)的電解液。完成了上述工作之后,若仍未發(fā)現(xiàn)異常,應(yīng)做氣密性測(cè)試(放入水中充氣加壓,觀察電池有無(wú)氣泡產(chǎn)生并冒出,有氣泡則說(shuō)明有滲酸漏液)。最后在充電過(guò)程中,觀察有無(wú)流動(dòng)的電解液產(chǎn)生,如果有則說(shuō)明是生產(chǎn)的原因。在充電過(guò)程中如有流動(dòng)的電解液應(yīng)將其抽盡。
二、電池充不進(jìn)電
1、故障現(xiàn)象
首先檢查充電回路的連接是否可靠,檢查連線與插頭接觸是否完好,認(rèn)真檢查插座和插頭是否有“打火”燒弧現(xiàn)象,有無(wú)線路損傷斷線等。 檢查電池充電器有無(wú)損壞,充電參數(shù)是否符合要求:即初期充電電流達(dá)到1.6-2.5A/只;最高充電電壓達(dá)到14.8-14.9V/只,充電浮充電轉(zhuǎn)換電流達(dá)0.3-0.4A/只,浮充電壓達(dá)到14.0-14.4V/只。
查看電池內(nèi)部是否有干涸現(xiàn)象,即電池是否缺液嚴(yán)重。
還應(yīng)檢查極板是否存在不可逆硫酸鹽化。極板的不可逆硫酸鹽化,可通過(guò)充放電測(cè)量其端電壓的變化來(lái)判定。在充電時(shí),電池的電壓上升特別快,某些單格電壓特別高,超出正常值很多;放電時(shí)電壓下降特別快,電池不存電或存電很少。出現(xiàn)上述情況,可判斷電池出現(xiàn)不可逆硫酸鹽化。
2、故障的檢查和處理
先將充電回路連接牢固,充電器不正常的應(yīng)更換。干涸的電池應(yīng)補(bǔ)加純水或1.050的硫酸,進(jìn)行維護(hù)充電、放電恢復(fù)電池容量。如果發(fā)現(xiàn)有不可逆硫酸鹽化,應(yīng)進(jìn)行均衡充電恢復(fù)容量。干涸的電池加液后的維護(hù)充電,應(yīng)控制最大電流1.8A,充電10-15小時(shí),三只電池的電壓均在13.4V/只以上為好。如果電池之間電壓差別超過(guò)0.3V,說(shuō)明電池已經(jīng)出現(xiàn)不同步的不可逆硫酸鹽化。對(duì)于發(fā)生不可逆硫酸鹽化的電池,需要更換整組電池或激活電池。

三、電池變形
1、故障現(xiàn)象
蓄電池變形不是突發(fā)的,往往是有一個(gè)過(guò)程的。蓄電池在充電到容量的80%左右進(jìn)入高電壓充電區(qū),這時(shí),在正極板上先析出氧氣,氧氣通過(guò)隔板中的孔到達(dá)負(fù)極,在負(fù)極板上進(jìn)行氧復(fù)活反應(yīng):
2Pb+O2=2PbO+熱量
PbO+H2SO4=PbSO4+H2O+熱量
反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生熱量,當(dāng)充電容量達(dá)到90%時(shí),氧氣發(fā)生速度增大,負(fù)極開(kāi)始產(chǎn)生氫氣。大量氣體的增加使蓄電池內(nèi)壓超過(guò)開(kāi)閥壓,安全閥打開(kāi),氣體逸出,最終表現(xiàn)為失水。
2H2O=2H2↑+O2↑
隨著蓄電池循環(huán)次數(shù)的增加,水分逐漸減少,結(jié)果蓄電池出現(xiàn)如下情況:
(1)氧氣“通道”變得暢通,正極產(chǎn)生的氧氣很容易通過(guò)“通道”到達(dá)負(fù)極。
(2)熱容減小,在蓄電池中熱容最大的是水,水損失后,蓄電池?zé)崛荽蟠鬁p小,產(chǎn)生的熱量使蓄電池溫度升高很快。
(3)由于失水后蓄電池中超細(xì)玻璃纖維隔板發(fā)生收縮現(xiàn)象,使之與正負(fù)極板的附著力變差,內(nèi)阻增大,充放電過(guò)程中發(fā)熱量加大。經(jīng)過(guò)上述過(guò)程,蓄電池內(nèi)部產(chǎn)生的熱量只能經(jīng)過(guò)電池槽散熱,如散熱量小于發(fā)熱量,即出現(xiàn)溫度上升現(xiàn)象。溫度上升,使蓄電池析氣過(guò)電位降低,析氣量增大,正極大量的氧氣通過(guò)“通道”,在負(fù)極表面反應(yīng),發(fā)出大量的熱量,使溫度快速上升,形成惡性循環(huán),即所謂的“熱失控”,最終溫度達(dá)到80℃以上,即發(fā)生變形。
2、故障的檢查和處理
一組電池(3只)同時(shí)變形時(shí),先做電壓檢查。如果電壓基本正常,還應(yīng)測(cè)量單格電壓判斷是否短路,無(wú)短路則說(shuō)明變形是過(guò)充電產(chǎn)生“熱失控”所致。應(yīng)著重檢查充電器的充電參數(shù)。電壓偏高(高于44.7v以上)無(wú)過(guò)充電保護(hù)或涓流轉(zhuǎn)換點(diǎn)電流偏低者(不同合金板柵的蓄電池要求轉(zhuǎn)換電流不相同,一般說(shuō)用鉛鈣錫鋁合金制作的板柵的蓄電池轉(zhuǎn)換電流較小,為0.025-0.03C2A;而鉛銻使金制作的板柵的蓄電池轉(zhuǎn)換電流較大為0.03-0.04C2A,要求更換充電器。
一組電池(3只)中只有1只或2只變形,有以下故障的可能性:一、是電池荷電不一致,充電時(shí)造成某些電池過(guò)充電引起變形。荷電不一致的原因,可能有短路單格存在,也可能用戶將電池試驗(yàn)放電或自放電等;二、是某些電池出現(xiàn)極板不可逆硫酸鹽化,內(nèi)阻增大,充電發(fā)熱變形;三、是某些電池連線時(shí)反極造成充電發(fā)熱變形。對(duì)未變形的電池檢查放電容量以及自放電特性,若無(wú)異常則不屬電池問(wèn)題。
解決蓄電池變形的措施有:
保證不漏液的前提下盡可能多加液,以延長(zhǎng)或避免“熱失控”的產(chǎn)生;
避免產(chǎn)生內(nèi)部短路或微短路,及帶有微短路傾向;
使用過(guò)程中應(yīng)防止過(guò)放電的發(fā)生,做到足電存放;
嚴(yán)格檢查充電器,不得有嚴(yán)重過(guò)充現(xiàn)象;
在高溫下充電,必須保證蓄電池散熱良好。應(yīng)采取降溫措施或減短充電時(shí)間的方法,否則應(yīng)停止充電。
四、新電池電壓降得快
1、故障現(xiàn)象
新電池裝車、起動(dòng)時(shí)電壓降得快。
2、故障的檢查和處理
檢查儀表顯示電壓與電池容量是否相符。
儀表顯示的電壓與電池容量關(guān)系不符合上表時(shí),應(yīng)要求廠家調(diào)整。 檢查蓄電池連接線是否可靠,有無(wú)短路和連接不可靠等。有則排除之。
檢查電動(dòng)車起動(dòng)和運(yùn)行電流是否過(guò)大,若是過(guò)大(起動(dòng)電流在15A以上,運(yùn)行時(shí)的電流6A以上)應(yīng)調(diào)整控制器限流值或?qū)﹄姍C(jī)進(jìn)行檢查修理。 檢查蓄電池容量是否偏低,若是偏低,應(yīng)對(duì)電池進(jìn)行充放電。
五、電池極板不可逆硫酸鹽化
1、故障現(xiàn)象
極板硫酸鹽化是蓄電池常見(jiàn)的故障,許多蓄電池失效也是因這一故障而發(fā)生的。極板硫酸鹽化主要表現(xiàn)為:充電時(shí)電壓很快上升,過(guò)早析出氣體,溫度上升快;放電時(shí)電壓下降快,容量小。
2、故障的檢查和處理 產(chǎn)生極板不可逆硫酸鹽化原因歸結(jié)如下:
(1)存放時(shí)間過(guò)長(zhǎng),自放電率高,未對(duì)其進(jìn)行維護(hù)充電。
(2)放電后未對(duì)其進(jìn)行及時(shí)充電。
(3)長(zhǎng)時(shí)間處于欠充電狀態(tài)。
(4)過(guò)放電。
(5)干涸或加入的電解液濃度過(guò)高。
蓄電池產(chǎn)生不可逆硫酸鹽化時(shí),應(yīng)根據(jù)其程度的輕重進(jìn)行修復(fù)。
鹽化較輕者,對(duì)其進(jìn)行一般的活化充電(即均衡充電),就可以恢復(fù)正常。具體方法如下:
恒壓限流充電:第一階段0.18C2A充電到2.7V/單格充電12-24小時(shí)。
恒流電第一階段:0.18C2A充電到2.4V/單格,第二階段:0.05C2A充電5-12小時(shí)。
鹽化較重者,需要對(duì)其進(jìn)行“水療法”充放電才能恢復(fù)正常。具體方法為:先對(duì)蓄電池補(bǔ)加入純水或密度為1.05g/cm3稀硫酸到富液狀態(tài),再以0.05-0.018C2A的電流充電20小時(shí)左右,抽盡流動(dòng)液,再作容量試驗(yàn)。反復(fù)上述操作,直到電池容量恢復(fù)。
六、電池組出現(xiàn)“不均衡”
1、故障現(xiàn)象
串聯(lián)蓄電池組的均衡性是一個(gè)世界性的難題,使用過(guò)程中總會(huì)有“落后”蓄電池存在。其原因是多種多樣的,有生產(chǎn)原因,也有原材料的原因和使用的原因等。
2、故障的檢查和處理
首先將電池進(jìn)行一般性的維護(hù)充電,然后用2小時(shí)率電流放電。放電過(guò)程中不斷地測(cè)量電池的電壓,將放電容量不足的“落后”電池選出來(lái)給予處理。先補(bǔ)加1.050的稀硫酸至剛好看到有流動(dòng)電解液出現(xiàn),再繼續(xù)充電12-15小時(shí)。充電時(shí)注意電池的溫度不要超過(guò)500C。充電結(jié)束后,靜置0.5-4小時(shí),重作2小時(shí)率放電。放電過(guò)程中,測(cè)量單格電壓的數(shù)值,若放電時(shí)間達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)或者單格電壓到了1.6V,放電時(shí)間與正常單格電池相差較大者(出廠三個(gè)月相差5分鐘以上,6個(gè)月相差8分鐘以上,9個(gè)月相差10分鐘以上,13個(gè)月相差15分鐘以上),則還需重復(fù)上述充放電程序操作,直到符合要求為止。
七、過(guò)充電修復(fù)
過(guò)充電往往需要大電流和高電壓,而大電流和高電壓都會(huì)形成強(qiáng)烈的副反應(yīng)而損傷電池的正極板,還會(huì)形成電池的失水。如何實(shí)現(xiàn)過(guò)充電修復(fù)呢? 現(xiàn)在找到了一種非常行之有效的方法――脈沖的方法。 其基本原理如下:
采用高電壓,大電流的脈沖克服電池的多種原因形成的電池接受能力的下降,由于是采用脈沖形式的,在大電流脈沖消逝以后,通過(guò)電池本身的(或者外加的條件)去極化能力,而不形成嚴(yán)重的副反應(yīng)。
由于這種脈沖過(guò)充電修復(fù)的方法的誕生,使得無(wú)損傷的過(guò)充電得以實(shí)現(xiàn),這樣的充電器獲得了極好的效果,經(jīng)過(guò)數(shù)年的驗(yàn)證試驗(yàn)證明,這種方法大大延長(zhǎng)了鉛酸蓄電池的循環(huán)壽命。