電動(dòng)自行車用閥控鉛酸蓄電池
大氣污染對(duì)人們的健康已造成危害,機(jī)動(dòng)車燃油所排放的尾氣是造成大氣污染的主要原因之一,特別是在人口擁擠的大城市,加上日益嚴(yán)重的能源危機(jī),迫使人們不能不認(rèn)真對(duì)待未來交通的發(fā)展問題。所幸的是上述問題已經(jīng)引起了國家有關(guān)部門的重視,以鉛酸蓄電池為動(dòng)力源的研究早在上世紀(jì)80年代已經(jīng)開始,由于當(dāng)時(shí)電機(jī)效率低、蓄電池壽命過短、充電器不配套、控制器不太可靠等原因,曾一度偃旗息鼓。到了上世紀(jì)90年代中期,電動(dòng)自行車又一次面臨機(jī)遇與挑戰(zhàn),成為一個(gè)熱點(diǎn)產(chǎn)業(yè),具有環(huán)保和高科技的特征。
2電動(dòng)自行車及其配套電池標(biāo)準(zhǔn)為了規(guī)范和引導(dǎo)電動(dòng)自行車行業(yè)的健康發(fā)展,國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局于1999年5月28日發(fā)布了國家標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)自行車通用技術(shù)條件,于1999年10月1日開始實(shí)施。其主要技術(shù)指標(biāo)有:――蓄電池密封良好、標(biāo)稱電壓不大于48V.目前有些廠家的電動(dòng)自行車時(shí)速已超過20km/h,還標(biāo)榜其車速如何快,其實(shí)過快的車速反而帶來不安全的因素,已超出電動(dòng)自行車的范疇,屬于電動(dòng)摩托車的范疇了。
有關(guān)電動(dòng)自行車電池標(biāo)準(zhǔn),上海市技術(shù)監(jiān)督局于1997年發(fā)布了地方標(biāo)準(zhǔn)電力助動(dòng)車專用蓄電池,其主要技術(shù)指標(biāo)有:機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)助力車專用密封鉛酸蓄電池(草案)于2000年發(fā)布,其主要技術(shù)指標(biāo)有:5V)不低于2h;電5.5h)不低于350次;機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以2h率作為容量考核更接近實(shí)際使用情況,并提出了組合電壓一致性這一要求,一致性是VRLA電池的技術(shù)難點(diǎn),也是衡量電池廠家的制造水準(zhǔn)的重要指標(biāo)。
3電動(dòng)自行車電池的使用要求及目前存在的問題目前國內(nèi)配套的電動(dòng)自行車電池主要有6DZM6、6DZM10、6DZM14,分別對(duì)應(yīng)小密電池6FM18的外形尺寸。驅(qū)動(dòng)電機(jī)有24V150W(兩只電池串聯(lián))、36V180W(三只電池串聯(lián))等,工作電流4 7A,零速度起動(dòng)或爬坡時(shí)電流高達(dá)15A以上,電池盒裝有保險(xiǎn)絲,一般20A保險(xiǎn)絲為佳,控制器有欠壓保護(hù)自動(dòng)斷電功能,一般欠壓值為10. 5V/只,所配充電器具有恒壓限流功能,恒壓值為1415V/只,限流值為(02~035)GA目前存在的主要問題有:――電池失水、極板硫酸鹽化;――部分充電器設(shè)計(jì)不合理。
電池的設(shè)計(jì)原則由于目前的小密電池(小型VRLA)容量不高,重量比能量較低,所以增大容量為第一設(shè)計(jì)原則,在滿足G容量達(dá)到或超過標(biāo)準(zhǔn)的前提下,才考慮如何提高電池的深放電循環(huán)性能,最后才考慮如何提高電池的一致性。
增大電池容量有如下幾種途徑:第一種是采用厚板設(shè)計(jì),增大活性物質(zhì)與板柵的比值,從而增加活性物質(zhì)的絕對(duì)數(shù)量來達(dá)到增大容量的目的;第二種是通過減薄極板增加極板數(shù)量,提高活性物質(zhì)利用率從而增加電池容量;第三種是提高酸比重增加酸量來提高容量;第四種是改進(jìn)極板工藝配方、研究活性物質(zhì)添加劑和電解液添加劑,提高活性物質(zhì)利用率從而增加電池容量。
提高電池的深放電循環(huán)性能有如下一些途徑:研究改進(jìn)板柵合金材料,選擇適合于深循環(huán)用途的合金作板柵材料;改進(jìn)極板工藝配方、研究活性物質(zhì)添加劑和電解液添加劑,從而改善正極活性物質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),提高放電性能,延緩正極活性物質(zhì)的軟化衰退;增加極組的裝配壓力。
電池一致性是個(gè)比較復(fù)雜的綜合性問題,由電池制造過程各個(gè)環(huán)節(jié)的一致性組成,電池制造過程中只有加酸量較一致,池殼尺寸相對(duì)一致,板柵重量、厚度不一致,涂膏量不一致,極板化成充電量不一致,隔板厚度、孔率、結(jié)構(gòu)不一致,極組松緊程度不一致,電池并聯(lián)充電量不一致,最后造成電池內(nèi)阻、容量、壽命不一致,所以說一致性的水平是衡量電池廠家產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)。
電池的設(shè)計(jì)原則和達(dá)到的指標(biāo)綜合考慮各種因素,我們采用薄型極板緊裝配的設(shè)計(jì)原則,正負(fù)板柵都采用Pb-Ca-Sn-Al合金,以增大容量為第一目的,正板柵合金通過提高含錫量來改善電池的深放電性能,并研究出一種電解液添加劑,可提高VRLA電池容量10%左右,電池具有耐過放電性能(恒阻放電21天后可恢復(fù)正常容量),電池自放電半年小于20%,充電接受能力比常規(guī)小密電池提高60%以上,并可延長電池深放電循環(huán)壽命,6DZM10電池達(dá)到了以下一些性能指標(biāo):電池的使用與維護(hù),電池經(jīng)配套電動(dòng)自行車廠家實(shí)車試用,證明電池已基本能滿足使用要求,電池一次充電連續(xù)運(yùn)行時(shí)間160min,工作電流4A~5A,最高時(shí)速達(dá)20km/h.在使用過程中發(fā)現(xiàn)一些值得注意的問題,如過流保險(xiǎn)絲較易燒斷(15A),建議改為20A保險(xiǎn)絲;有些充電器不能做到恒壓,電壓到了/只還繼續(xù)往上升,電流不下降,長期這樣勢(shì)必造成電池失水嚴(yán)重,影響電池使用壽命;有些充電器電壓剛到恒壓值就跳檔轉(zhuǎn)浮充電壓(13.5V/只),長此以往勢(shì)必造成電池長期充電不足,影響電池放電容量,造成負(fù)極板硫酸鹽化。正確的做法是按電池廠家的要求來設(shè)計(jì)充電器,在電池完全放電的情況下,以恒壓14. ~14.9V限初充電流為(0.2 ~0.35)C2A充電8h應(yīng)可充足電,初充電流大些對(duì)電池循環(huán)壽命有好處。平常使用盡量注意用過電動(dòng)自行車后即充電,如能保持每次用車時(shí)間在1.5h以內(nèi),則電池使用壽命將會(huì)大大延長。如果在零速度時(shí)用電池起動(dòng)自行車,則應(yīng)注意緩慢加速,給電流和電機(jī)一個(gè)最佳配合,加速器用力過猛,起不到加速效果,反而容易對(duì)電池和電機(jī)造成損壞。
本文摘自于中國鋰電網(wǎng)