铅酸蓄电池使用寿命
蓄电池容量下降方式:PbSO4形成硫酸铅晶体硫化;失水多H2SO4浓度高内阻大
寿命影响因素:充电方法;电池组数量;蓄电池质量;电动车性能;放电电流;充电习惯
寿命延长方法:无硫化充电;电池重量足;电动车性能好;骑行习惯好;充电习惯好
【1】单体电池硫化原因分析
【恒流+恒压+浮充】充电,单体电压差别逐步变大,最低小于14.45V充电不足硫化,最高大于14.85V过度充电内阻上升快
铅酸蓄电池主要物质:PbO2,Pb,PbSO4,H2SO4,H2O;化学反应方程式:
PbSO4+2H2O+PbSO4==PbO2+2H2SO4+Pb
1)充电不足PbSO4含量高逐步硫化
充电电压低于14.45V充电不足,化学反应不充分,充电后PbSO4含量高
充电不足失水少,H2SO4浓度低内阻小,放电多放电后PbSO4含量高
PbSO4含量高容易形成硫酸铅晶体,堵塞极板上的间隙孔,PbSO4硫化储电能力下降
2)过度充电H2SO4浓度高内阻上升快
充电电压大于14.85V过度充电,化学反应充分充电后PbSO4含量低
过度充电失水多,H2SO4浓度高内阻大,放电少放电后PbSO4含量低
PbSO4含量低没有硫化倾向;累计失水量多,H2SO4浓度逐步上升内阻上升快
3)硫化和内阻大共存容量下降快
充电不足硫化和过度充电内阻大,两者狼狈为奸导致蓄电池容量下降快
充电不足单体硫化,再充电电压逐步下降,过度充电单体过度充电增加
过度充电单体内阻大,再充电电压上升快,充电不足单体充电更加不足
【2】铅酸蓄电池热失控说明
充电不足单体逐步硫化,储电位下降多内阻上升少;过度充电单体内阻大,储电位下降正比于内阻上升;电池组储电位之和ΣEi下降快,内阻之和ΣRi上升慢;恒压期逐步延长➡️转灯无望➡️充电异常,异常继续充电引发热失控!
【恒流+恒压+浮充】三段式6020充电器,恒压期充电电流 I ={73.5-ΣEi)/ΣRi
1)恒压期正常转灯
新电池储电位高内阻小,恒压期储电位之和ΣEi上升快;{73.5-ΣEi}下降快;内阻之和ΣRi下降慢;充电电流下降快充电器正常转灯!
2)恒压期逐步延长
随着充放电次数的增加,充电不足单体逐步硫化,储电位下降多内阻上升少;过度充电单体内阻大,储电位下降正比于内阻上升
恒压期储电位之和ΣEi上升变慢,{73.5-ΣEi}下降变慢,内阻之和ΣRi下降变快,充电电流下降变慢,恒压期逐步延长!
3)恒压期转灯无望
充电不足单体明显硫化之后,储电位下降快内阻不上升;过度充电单体储电位低内阻大,电池温升高内阻更大
储电位之和ΣEi数值小,恒压前期上升慢后期不上升;{73.5-ΣEi}数值大,恒压前期下降慢后期不下降;内阻之和ΣRi数值大,恒压前期下降快后期下降慢
充电电流恒压前期下降缓慢后期不下降,不下降电流大于0.6A充电器不转灯!
4)恒压期充电异常
充电不足单体硫化程度继续加深,转灯无望电流逐步上升到大于2.0A
5)充电热失控
充电异常继续充电引发热失控!处于高温高电压高电流状态下的单体电池被充鼓!
【3】容量下降和充电参数
配置铅酸蓄电池的电动车,通常采用【恒流+恒压+浮充】充电:电动车的续航里程下降快;蓄电池的放电时间下降快;最低电压由14.55V逐步下降到小于14.40V,最高电压大于14.85V;恒流期逐步缩短;恒压期逐步延长➡️转灯无望➡️充电异常!
配置铅酸蓄电池的电动车,采用新型【恒功率+恒压+浮充】充电:电动车的续航里下降慢;蓄电池的放电时间下降慢;最低电压大于14.55V,最高电压小于14.90V;恒功率期缓慢缩短;恒压期逐步缩短,充电电流正常下降充电器正常转灯!
【4】铅酸蓄电池使用寿命影响因素
蓄电池寿命取决于硫化速度和内阻上升速度
1)充电器充电方法影响
【恒流+恒压+浮充】充电:单体电压差别逐步变大,最低小于14.45V充电不足硫化,最高大于14.85V过度充电内阻上升快
恒流期逐步缩短充电不足单体硫化更快
恒压期逐步延长过度充电单体内阻上升更快
2)单体数量影响
蓄电池串联的单体越多,最低电压下降越快,硫化速度更快
3)电池质量影响
无隔化的蓄电池硫化速度加快;蓄电池重量轻内阻大寿命短;非品牌公司生产的蓄电池质量保障能力差
4)电动车性能影响
电动车机械和电气性能差,产生附加电流放电电流更大:硫化单体放电量更多,放电后储电位更低,再充电电压更低硫化速度更快;内阻大单体放电少,放电后储电位下降少,再充电电压更高内阻上升更快
5)骑行习惯影响
电动车启动,加速,高速行驶,负载重等大电流放电行为伤害蓄电池
6)充电习惯影响
热车充电,余电小于30%充电,大电流充电伤害蓄电池;快速充电严重伤害蓄电池
【5】铅酸蓄电池使用寿命延长方法
所有降低硫化速度和内阻上升速度的方法
1)恒功率无硫化充电器
单体电压差别小于0.40V,最低大于14.55V零硫化,最高小于14.90V内阻上升慢
恒功率期缓慢缩短,低电压单体储电多
恒压期逐步缩短,高电压单体过充电减少
2)双胞胎恒功率充电器
两个恒功率充电器串联,单体电压14.60V~14.85V,循环次数提升125%
3)选用品牌重量足蓄电池
比如12V20ah的重量大于13.5斤
4)确保电动车性能良好
电动车性能好,骑行阻力小放电电流小
5)养成良好的骑行习惯
尽量减少启动,负载重,加速和高速行驶
6)养成良好的充电习惯
冷车充电,余电大于30%充电,转灯后断电
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