電動(dòng)車電池壽命有多長(zhǎng)
對(duì)于電動(dòng)自行車電池的壽命,很多人都會(huì)很糾結(jié)。一組電動(dòng)車電池(也就是電瓶)能用多長(zhǎng)時(shí)間呢?為什么有些人的電瓶能用2-3年,而有些人的電瓶卻用不到一年就報(bào)廢了?到底電動(dòng)車電池的壽命有多長(zhǎng)呢?一般來說:電動(dòng)自行車所用鉛蓄電池屬消耗品,其使用壽命只有1.5-2.5年,壽命長(zhǎng)短與用戶的日常使用維護(hù)有很大的關(guān)系。
電動(dòng)車電池壽命短的原因
1、鉛酸蓄電池工作原理方面的原因
鉛酸蓄電池充放電的過程是電化學(xué)反應(yīng)的過程,充電時(shí),硫酸鉛形成氧化鉛,放電時(shí)氧化鉛又還原為硫酸鉛。而硫酸鉛是一種非常容易結(jié)晶的物質(zhì),當(dāng)電池中電解溶液的硫酸鉛濃度過高或靜態(tài)閑置時(shí)間過長(zhǎng)時(shí),就會(huì)“抱成”團(tuán),結(jié)成小晶體,這些小晶體再吸引周圍的硫酸鉛,就象滾雪球一樣形成大的惰性結(jié)晶,結(jié)晶后的硫酸鉛充電時(shí)不但不能再還原成氧化鉛,還會(huì)沉淀附著在電極板上,造成了電極板工作面積下降,這一現(xiàn)象叫硫化,也就是常說的老化。這時(shí)電池容量會(huì)逐漸下降,直至無法使用。
2、電動(dòng)自行車特殊工作環(huán)境的原因
只要是鉛蓄電池,在使用的過程中都會(huì)硫化,但其它領(lǐng)域的鉛酸電池卻比電動(dòng)自行車上使用的鉛酸電池有著更長(zhǎng)的壽命,這是因?yàn)殡妱?dòng)自行車的鉛酸電池有著一個(gè)更容易硫化的工作環(huán)境。
①深度放電
用在汽車上的鉛蓄電池只是在點(diǎn)火時(shí)單向放電,點(diǎn)火后發(fā)電機(jī)會(huì)對(duì)電池自動(dòng)充電,不造成電池深度放電。而電動(dòng)自行車在騎行時(shí)不可能充電,經(jīng)常會(huì)超過60%的深度放電,深放電時(shí),硫酸鉛濃度增加,硫化就會(huì)相當(dāng)嚴(yán)重。
②大電流放電
電動(dòng)車20公里巡航電流一般是4A,這個(gè)值已經(jīng)高于其它領(lǐng)域的電池工作電流,而超速超載的電動(dòng)車的工作電流就更大。電池制造商都進(jìn)行過1C充電70%,2C放電60%的循環(huán)壽命試驗(yàn)。經(jīng)過這樣的壽命試驗(yàn),可達(dá)到充放電循環(huán)350次壽命的電池很多,但是實(shí)際在用的效果就相差甚遠(yuǎn)了。這是因?yàn)榇箅娏鞴ぷ髟黾恿?0%的放電深度,電池會(huì)加速硫化。所以,電動(dòng)三輪摩托車的電池壽命更短,因?yàn)槿喣ν熊嚨能嚿硖兀ぷ麟娏鬟_(dá)6A以上。
③充放電頻率高
用在后備供電領(lǐng)域的電池,只有在停電時(shí)才會(huì)放電,如果一年停8次電,要達(dá)到10年的壽命,只用做到80次循環(huán)充電壽命,而電動(dòng)車一年充放電循環(huán)300次以上很常見。
④短時(shí)充電
由于電動(dòng)自行車是交通工具,可充電的時(shí)間不多,要在8小時(shí)內(nèi)完成36伏或48伏的20安時(shí)充電,這就必須提高充電電壓(一般為單節(jié)2.7~2.9伏),當(dāng)充電電壓超過單節(jié)電池的析氧電壓(2.35伏)或析氫電壓(2.42伏)時(shí),電池就會(huì)因過度析氧而開閥排氣,造成失水,使電解液濃度增加,電池的硫化現(xiàn)象加重。
⑤放電后不能及時(shí)充電
作為交通工具,電動(dòng)自行車的充電及放電被完全分離開來,放電后很難有條件及時(shí)充電,而放電后形成的大量硫酸鉛如果超過半小時(shí)不充電還原為氧化鉛,就會(huì)硫化結(jié)成晶體。
3、鉛蓄電池生產(chǎn)方面的原因
針對(duì)電動(dòng)自行車用鉛酸蓄電池的特殊性,各個(gè)電池制造商采取了多種方法。最典型的方法如下:
①增加極板數(shù)量。
把原設(shè)計(jì)的單格5片6片制改為6片7片制,7片8片制,甚至8片9片制。靠減薄極板厚度和隔板,增加極板數(shù)量來提高電池容量。
②提高電池的硫酸比重
原來浮充電池的硫酸比重一般都在1.21~1.28之間,而電動(dòng)自行車的電池的硫酸比重一般都在1.36~1.38左右,這樣可以提供較大的電流,提升電池的初期容量。
③增加正極板活性物質(zhì)氧化鉛的用量和比例。
增加氧化鉛就增加了參與放電的電化學(xué)反應(yīng)物質(zhì),也就增加了放電時(shí)間,增加了電池容量。
通過這些措施,電池的初期容量滿足了電動(dòng)自行車的容量要求,特別是改善了電池的大電流放電的特性。但是,極板增加了,硫酸的容量就減少了,電池發(fā)熱導(dǎo)致大量失水,同時(shí),電池的微短路和鉛枝搭橋的概率增加了。提高硫酸比重增加了電池的初期容量,但是,硫化現(xiàn)象就更嚴(yán)重。密封電池的最基本原理之一就是正極板析氧以后,氧氣直接到負(fù)極板,被負(fù)極板吸收而還原為水,考核電池這個(gè)技術(shù)指標(biāo)的參數(shù)叫做“密封反應(yīng)效率”,這種現(xiàn)象叫做“氧循環(huán)”。這樣,電池的失水很少,實(shí)現(xiàn)了“免維護(hù)”,就是免加水。
為此,都要求負(fù)極板容量做的比正極板容量大一些,又稱為負(fù)極過渡。增加正極板活性物質(zhì)必然使得,負(fù)極過渡減少了,氧循環(huán)變差了,失水增加了,又會(huì)造成硫化。這些措施雖然提升了電池的初期容量,但是卻會(huì)造成失水和硫化,而失水和硫化又會(huì)相互促成,最終結(jié)果卻是犧牲電池的壽命。
還有就是極群組裝虛焊問題。容易產(chǎn)生虛焊的地方是極板。而每個(gè)電池的單格有15片極板,就是15個(gè)焊點(diǎn),一個(gè)電池有6個(gè)單格,就有90個(gè)焊點(diǎn),一組電池由3個(gè)12V電池組成,就有270個(gè)焊點(diǎn)。如果一個(gè)焊點(diǎn)存在虛焊,該單格容量就下降,進(jìn)而該單格形成電池落后,造成整個(gè)電池都落后,電池就會(huì)形成嚴(yán)重的不均衡,使這組電池提前失效。就算虛焊控制在萬分之一,平均每37組電池就會(huì)有一組電池存在虛焊,這是絕對(duì)不能夠允許的。而鉛鈣合金板柵的電池,在焊接的時(shí)候會(huì)析出鈣而掩蓋虛焊問題,這樣,很多電池制造商寧愿采用低銻合金的板柵而沒有采用鉛鈣合金。而低銻合金的板柵析氧析氫電壓更低,電池出氣量大,失水相對(duì)嚴(yán)重,電池更容易硫化。
4、電動(dòng)自行車生產(chǎn)方面的原因
大多數(shù)車的控制器都留了一個(gè)線損插頭,很多經(jīng)銷商以去掉限速來招攬顧客。一些車廠干脆就去掉限速器出廠,既可以吸引看重車速的客戶,也能降低成本,這樣的車在高速行駛時(shí)電流非常大,會(huì)嚴(yán)重縮短電池壽命。
12V鉛酸電池的最低保護(hù)電壓為10.5V,如果是36V電池組,最低保留電壓就是31.5V,目前大多數(shù)車廠采用的控制器欠壓保護(hù)電壓也都是31.5V。表面上看這是正確的,但是,實(shí)際當(dāng)36V電池組只剩下31.5V電壓時(shí),由于電池存在容量差,肯定就會(huì)有一個(gè)電池電壓低于10.5V,該電池就處于過放電狀態(tài)。
這時(shí)候,過放電的電池容量急劇下降,這時(shí)對(duì)電池的損傷影響不僅僅是該單只電池,而是影響整組電池的壽命。其實(shí),在電池電壓低于32V以后一直到27V,所增加的續(xù)行能力不到2公里,而對(duì)電池的損傷卻非常大。只要出現(xiàn)這樣的情況10次,電池的容量就會(huì)低于標(biāo)稱容量的70%。
另外,一些用戶發(fā)現(xiàn)電池在欠壓以后,過10分鐘,電池又不欠壓了,就又采取給電行駛,這對(duì)電池破壞更大,而大多數(shù)車的說明書沒有給用戶以警示。目前多數(shù)控制器內(nèi)部都有可調(diào)的電位器,而這個(gè)可調(diào)的電位器的振動(dòng)漂移是比較嚴(yán)重的。在價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)中,面對(duì)更注重車外表的用戶群,很少有產(chǎn)品采用抗振動(dòng)的精密多圈電位器,這樣的控制器發(fā)生振動(dòng)后漂移也不奇怪。
5、充電設(shè)備的原因
業(yè)界廣為流傳的一句話就是:電池不是用壞的,是充壞的。為了滿足電動(dòng)自行車電池的短時(shí)高容量充電,在三段式恒壓限流充電中,不得不通過提高恒壓值到2.47V~2.49V。這樣,大大超過電池正極板析氧電壓和負(fù)極板析氫電壓。一些充電器制造商的產(chǎn)品為了降低充電時(shí)間的指示,提高了恒壓轉(zhuǎn)浮充的電流,而使得充電指示充滿電以后,還沒有充滿電,就靠提高浮充電壓來彌補(bǔ)。這樣,很多充電器的浮充電壓超過單格電壓2.35V,這樣在浮充階段還在大量析氧。
而電池的氧循環(huán)又不好,這樣在浮充階段也在不斷的排氣。恒壓值高了,保證了充電時(shí)間,但是犧牲的是失水和硫化。恒壓值低了,充電時(shí)間和充入電量又難以保證。在改善電池的電池板柵合金、提高析氣電位、改善氧循環(huán)性能,提高密封反應(yīng)效率的基礎(chǔ)上,控制充電最高充電電壓在2.42V以下,也就是在析氫電位以下。這樣做必然會(huì)導(dǎo)致充電時(shí)間的延長(zhǎng),這就必須在大電流充電(限流充電)的狀態(tài)下,加入去極化的負(fù)脈沖,改善電池的充電接受能力,在大電流充電的時(shí)候多充入一些電量,縮短充電時(shí)間。70%的2C電流充電,是電池在充電接受能力比較大的時(shí)候,對(duì)電池采用大電流充電,對(duì)電池的損傷比較小。電池基本上沒有高于嚴(yán)重析氫電壓。
一旦高于析氫電壓,電池也會(huì)快速的失水。使用這類充電器,必須采用連續(xù)充放電,如果中途停止幾天充電,電池就會(huì)產(chǎn)生比較嚴(yán)重的硫化而提前失效。而用戶使用電池,是無法保證每次使用以后,都能夠及時(shí)充電的,一年以內(nèi)發(fā)生數(shù)次沒有及時(shí)充電的情況,電池的硫化就會(huì)積累。多數(shù)充電器制造商都說車廠因?yàn)閮r(jià)格因素不接受可以保證電池壽命的充電器。應(yīng)該承認(rèn),這是大多數(shù)小企業(yè)是如此,但是,有發(fā)展的、規(guī)模性大企業(yè)確實(shí)出高價(jià)也買不到好的充電器。一些充電器制造商把某些功能夸大,成品的功效沒有其宣傳的那樣好。還有不少功能是屬于賣概念的功能,實(shí)效有限。
6、其它原因
不少電池在單體測(cè)試中,可以獲得比較好的結(jié)果,但是,對(duì)于串連電池組來說,由于容量、開路電壓、荷電狀態(tài)、硫化程度各不相同,這個(gè)差異會(huì)在串連電池組被擴(kuò)大,狀態(tài)差的單體會(huì)影響整組電池,其壽命明顯下降。
從電池在生產(chǎn)線上充電,到用戶購(gòu)車后配車使用這段時(shí)間要經(jīng)過很多環(huán)節(jié),間隔時(shí)間甚至?xí)L(zhǎng)達(dá)數(shù)月,在這期間,由于沒對(duì)電池進(jìn)行補(bǔ)充電,自放電產(chǎn)生的硫酸鉛大量堆積結(jié)晶,用戶剛買到的新電池可能是已經(jīng)老化甚至報(bào)費(fèi)的電池。
電池廠家在執(zhí)行質(zhì)保時(shí),對(duì)回收電池并不是完全的淘汰。電池返退以后,電池制造商重新進(jìn)行充放電檢驗(yàn),在檢驗(yàn)中往往會(huì)發(fā)現(xiàn)有60%以上的單體電池是不符合返退條件的電池。其原因也就是在串連電池組中,個(gè)別的電池落后形成整組電池功能下降而引起整組返退。不少電池制造商對(duì)返退電池采取配組、補(bǔ)水、除硫、包裝后,又重新提供給用戶,以提高電池的有效使用壽命,降低報(bào)廢率,減少電池制造商的部分理索賠的損失,所以,很多經(jīng)銷商已經(jīng)感覺到廠家提供的電池明顯“一代不如一代”。
電動(dòng)車電池如果使用得當(dāng),普通電池使用3年左右問題不大,反之,使用壽命大大減短。因此,消費(fèi)者日常對(duì)電動(dòng)車電池的保養(yǎng)是決定電動(dòng)車電池壽命的關(guān)鍵所在。
如何延長(zhǎng)電動(dòng)車電池壽命
對(duì)于電池和充電的注意事項(xiàng),我們分成兩類:絕對(duì)不允許(禁止)和最好不要(建議):
禁止:
1、嚴(yán)禁將電池的正負(fù)極短路
2、禁止經(jīng)常使用到欠壓保護(hù)電路起作用的時(shí)候才充電
3、禁止經(jīng)常在未充滿電的情況下拔下充電器的電源來使用電動(dòng)車
4、禁止閑置時(shí)間過長(zhǎng)(不得超過三天,且所剩電量應(yīng)大于40%),禁止虧電存放
5、如果發(fā)現(xiàn)連續(xù)充電10小時(shí)后還沒有轉(zhuǎn)燈,應(yīng)馬上停止充電,檢查電池的溫度是否發(fā)燙。會(huì)的話應(yīng)該盡早送修,無法立即送修者,應(yīng)控制充電總時(shí)間不超過8小時(shí),否則電池將會(huì)因膨脹變形而損壞。
不轉(zhuǎn)燈原因有三:
一:充電器參數(shù)不匹配,產(chǎn)生漂移;
二:線路問題;
三:是電池因素:失水,電池內(nèi)部有單格短路,硫化較為嚴(yán)重。
排查方法:
1、檢查充電器是否損壞,充電參數(shù)是否符合要求(有的人用48V的充電器來充36V的電池組),看是否電壓偏高(14.8V/個(gè)以上的)或涓流轉(zhuǎn)換電流偏低
2、檢查充電回路保險(xiǎn)絲是否接觸良好,保險(xiǎn)絲座有無燒焦痕跡,檢查連線插接頭接觸是否良好,包含充電器的插頭的車上的插座。
3、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。干涸的電池應(yīng)補(bǔ)加純水或1.05g/cm3的稀硫酸,進(jìn)行維護(hù)充放電進(jìn)行修復(fù),同時(shí)測(cè)量單格電壓,看是否有單格短路的存在。
4、還應(yīng)檢查極板是否存在不可逆硫酸鹽化。硫化嚴(yán)重的話,內(nèi)阻增大,充電就會(huì)引起嚴(yán)重發(fā)熱。
5、極板的不可逆硫酸鹽化,可通過充放電測(cè)量其端電壓的變化來判定。在充電時(shí),電池的電壓上升特別快,某些單格電壓特別高,放電時(shí)電壓下降特別快。出現(xiàn)上述情況,可判斷電池出現(xiàn)不可逆硫酸鹽化。如果發(fā)現(xiàn)有不可逆硫酸鹽化,應(yīng)進(jìn)行均衡充電法進(jìn)行修復(fù)。
6、禁止電池的最大放電電流超過額定容量150%,也就是如果是6-DZM-10(常說的那種12AH的電池)的電池,它的最大放電電流為10×150%=15A,如果是6-DZM-17的電池它的放電電流大為17×150%約為25A,如果是20AH的的電池最大放電電流為30A。這樣也同樣的限制了控制器限流值的大小
建議:
1、最好不要在未充滿電的情況下拔下充電器的電源來使用電動(dòng)車。還有應(yīng)注意的是:
轉(zhuǎn)燈并不表示此時(shí)的電池已經(jīng)充滿電,差不多只有95%-99%,需要繼續(xù)浮充2-3個(gè)小時(shí)來把它充滿。
2、做到及時(shí)充電,閑置時(shí)間最好不超過12個(gè)小時(shí),同時(shí)應(yīng)增加相應(yīng)浮充的時(shí)間。
3、使用量較少者,最好使用到50%-80%后再充電,有利于延長(zhǎng)電池使用壽命。
4、在電池使用一年后,每間隔2個(gè)月,最好恒流充電一次,電流大小為C/15,時(shí)間20小時(shí)。
5、少拉重物,速度不要開得太快,減小電池的放電電流。
6、緩慢加速,減小大電流對(duì)電池,控制器及電機(jī)的沖擊。