电动车电池配组问题探析
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充电器不转灯充电发热鼓包变形电动车路程跑不远电池组电压不均衡有些人在电动蓄电池在使用过程中可能会遇到一些故障,怎么分析这些故障发生的原因,以便对症下药进行维修呢?我们总结出电动车蓄电池可能会出现的一些故障分析以及排除故障的维修处理方法,以供大家参考。
一、蓄电池变形1、故障原因:蓄电池变形不是突发的,往往是有一个过程的。
蓄电池在充电到容量的80%左右进入高电压充电区。
这时,在正极先析出氧气,氧气通过隔板中的孔,到达负极。
在负极板上进行氧复活反应:2Pb+O2=2PbO+热量PbO+H2SO4=PbSO4+H2O+热量反应时产生热量,当充电容量达到90%时,氧气发生速度增大,负极开始产生氢气。
大量气体的增加使蓄电池安全阀打开,气体逸出,最终表现为失水。
随着电瓶循环次数的增加,水分逐渐减少,结果蓄电池出现如下情况:(1)热容减小,在蓄电池中热容最大的是水。
水损失后,蓄电池热容大大减小,产生的热量使蓄电池温度升高很快。
(2)氧气“通道”变得畅通,正极产生的氧气很容易通过“通道”到达负极。
(3)由于失水后蓄电池中超细玻璃纤维隔板发生收缩现象,使之与正负板的附着力变差,内阻变大,充放电过程发热量增大。
经过上述过程,蓄电池内部产生的热量只能经过电池槽散热。
如散热量小于发热量即出现温度上升,使蓄电池析气电位降低,析气量增大,正极大量的氧气通过“通道”,在负表面反应,发出大量的热量使温度快速上升。
形成恶性循环导致“热失控”,发生变形。
2、故障的检查和处理一组电池(3只)同时变形,先作电压检查。
如果电压基本正常。
还应测量单格电压判断是否短路,无短路则说明变形是过充电产生“热失控”所致。
应着重检查充电器的充电参数。
电压偏高(44.7V以上的)无过充保护或涓流转换电流偏低的,要求更换充电器。
一组电池(3只)中只有1只或2只变形,有以下故障的可能性:(1)是某些电池连线时反接造成充电发热变形。
对未变形的电池检查放电容量以及自放电性能,若无异常则不属电池问题。
电动自行车用铅酸蓄电池组并联充放电的研究来源:全球电源网 2007-07-03 10:50 浏览4191次【字号:大中小】作者:桂长清摘要:对不同荷电态的电动自行车用铅酸蓄电池组进行了并联充放电过程的研究。
结果表明:流经各组电池的电流是按照电池组的荷电态而自动调配的。
在充放电过程中,原来荷电态较高的电池组充(放)电电流由小(大)逐步增加(减小);原来荷电态较低的电池组充(放)电电流由大(小)逐步减小(增大),最终各个电池组的充(放)电电流趋于一致。
实验同时还证实了恒电压并联充电可以改善蓄电池组的均匀性,有利于延长蓄电池组的使用寿命。
关键词:铅酸蓄电池;并联充放电;均匀性;使用寿命电动自行车普遍采用由3只6DZMl0阀控式密封铅酸蓄电池组成36V蓄电池组作为动力源。
实车使用结果表明:3只电池中总有1只过早失效,而不是同时失效。
在严格控制工艺过程的同时,许多厂家还使用了配组机,根据新电池的开路电压、放电电压以及放电容量,选取数值相近的3只电池配成一组。
这样仍避免不了某只电池过早失效。
本文作者曾提出适当提高蓄电池组的放电终止电压[1]和避免深度过放电[2]的方法来解决此类问题;根据电动自行车用铅酸蓄电池组并联充电的实验结果,利用蓄电池并联充电会有“偏流”的特性,采用并联充电方式进一步改善蓄电池组的均匀性,延长蓄电池组的使用寿命。
1 实验1.1 并联充电将自制的2组(每组3只)6DZMl0电动自行车用阀控式密封铅酸蓄电池组(下文简称6DZMl0电池组),预先用5A恒流放电至31.5V;然后将第2组电池组先用电动自行车用充电器充电4h,再将其和第1组电池组并联起来,按照电动自行车用充电器的充电模式进行充电。
每组电池分别接有电流表,以测量流¾各支路的电流I l和I2。
在总线路中也接有电流表,测量流¾总线路的电流I o。
1.2 并联放电实验前先将2组(每组3只)6DZMl0电池组用电动车用充电器充足电,然后将第2组电池组预先用5A恒流放电50min,再将其和第1组电池组并联接入电路,进行恒流放电。
电动车电池配组技巧
嘿,朋友们!今天咱就来聊聊电动车电池配组技巧这档子事儿。
你想想,要是你那电动车的电池不给力,是不是老闹心啦!就好比你正急着去办事,车子却慢悠悠的,那不得急死个人呀!所以说,这电池配组技巧可太重要啦。
咱先说这第一点,你得了解你车子电池的类型和规格呀。
就像你交朋友,不得先知道人家啥脾气性格呀!不同的电池,那性能可不一样呢。
比如说铅酸电池和锂电池,各有各的特点。
你要是弄错了,那不就好比给兔子安了个乌龟壳,不合适呀!
“哎呀,那我咋知道选哪种呀?”这你就问对啦!这就看你自己的需求咯。
要是你就平常代代步,铅酸电池就行,经济实惠。
要是你追求高性能,那锂电池就比较适合你啦。
然后呢,配组的时候可别马虎呀!每个电池的电压、容量都得差不多才行。
你想啊,要是一个强一个弱,那不就跟拔河似的,力量不均衡呀,能跑得远才怪呢!“嘿,那我怎么能知道它们是不是差不多呀?”这就得靠你的细心啦,看看标签,测测数据啥的。
再就是,安装的时候也得注意。
就跟给人穿衣服似的,得穿得整齐舒服呀。
螺丝要拧紧,线路要接好,可别粗心大意哟!
总之啊,电动车电池配组技巧可真是一门学问呢。
只要你认真对待,你的电动车就能活力满满,带你到处跑!别小看这些细节,它们真的能让你的出行变得更顺畅、更愉快哟!咱可得把自己的“小毛驴”照顾好啦,是不是呀朋友们!
观点结论:掌握好电动车电池配组技巧非常重要,可以让电动车性能更好,使用更方便愉快。
大家一定要重视起来呀!。
锂离子电池组不一致性及其弥补措施锂离子电池组是目前应用最广泛的电池技术之一。
由于锂离子电池具有高能量密度、长循环寿命和环保等特点,被广泛应用于移动通信、医疗设备、电动汽车等领域。
但是,锂离子电池组的不一致性是目前制约其应用的一个重要问题。
本文将从锂离子电池组不一致性的原因、表现以及弥补措施等方面进行探讨。
一、锂离子电池组不一致性的原因1. 电池制造工艺不同。
不同厂家的电池制造工艺可能存在差异,导致其电池性能的稳定性和一致性不同。
2. 材料品质不一致。
锂离子电池组中的正负极材料、电解液、隔膜等材料的品质不同,也会导致电池性能的差异和不一致性。
3. 过程控制不当。
制造和使用过程中,电池的充电、放电、温度、湿度等条件的不同,也会导致电池性能的稳定性和一致性出现问题。
二、锂离子电池组不一致性的表现1. 电池容量不一致。
锂离子电池组中的电池容量不一致,会导致电池的工作时间不一,从而影响设备的使用效果和使用寿命。
2. 充电效率不一致。
锂离子电池组中的电池充电效率不一致,会导致充电时间不同,从而不同电池之间的状态差异加剧,最终导致电池寿命减少。
3. 安全性不同。
锂离子电池组中不同电池的安全性可能存在差异,若出现某个电池有异常的情况,可能危及整个电池组的安全。
三、锂离子电池组不一致性的弥补措施1. 优化电池制造工艺。
在电池制造过程中强化工艺控制,优化制造工艺,提高电池的一致性。
2. 优化材料品质。
选择优质的正负极材料、电解液、隔膜等材料,保证电池的性能和一致性。
3. 加强产品质量检测。
在制造过程中加强产品检测和测试,保证每个电池的性能和一致性。
4. 电池均衡技术。
电池均衡技术是一种通过调节电池充电和放电状态,使得电池组中的每个电池的电量、电压、容量等参数保持一致的技术,可以有效补偿电池组的不一致性。
5. 采用集成式电池管理系统。
集成式电池管理系统可以通过监控电池组的状态和性能,及时处理电池组中出现的电池异常,保证整个电池组的稳定性和安全性。
电动车锂离子电池组SOC预估及一致性研究一、本文概述随着电动车市场的快速发展,锂离子电池作为电动车的主要动力源,其性能优化和安全管理日益受到关注。
其中,电池的荷电状态(SOC,State of Charge)预估和电池组单体间的一致性问题是影响电池性能和安全性的重要因素。
本文旨在深入研究电动车锂离子电池组的SOC预估方法以及电池单体间的一致性问题,为提升电动车锂离子电池的性能和安全性提供理论支持和实践指导。
本文将系统介绍锂离子电池的基本原理和特性,包括其工作原理、充放电特性以及SOC的定义和重要性。
在此基础上,综述现有的SOC 预估方法,包括安时积分法、开路电压法、内阻法以及基于人工智能的预估方法等,分析各方法的优缺点及适用范围。
本文将重点研究基于人工智能的SOC预估方法,包括神经网络、支持向量机、深度学习等算法在SOC预估中的应用。
通过构建合适的模型,结合实验数据,对模型进行训练和验证,以期找到一种准确度高、鲁棒性强的SOC预估方法。
本文将探讨电池组单体间的一致性问题。
分析不一致性的产生原因,如电池制造差异、工作环境差异、使用状况差异等。
研究一致性对电池组性能和安全性的影响,提出改善一致性的方法和措施,如电池管理系统优化、均衡控制策略等。
通过本文的研究,期望能为电动车锂离子电池的SOC预估和一致性管理提供有效的理论支持和实践指导,推动电动车锂离子电池技术的进一步发展。
二、锂离子电池组基础知识锂离子电池组,作为电动车的核心能量源,其性能直接影响到电动车的续航里程、使用寿命和安全性。
锂离子电池组由多个单体锂离子电池串联或并联组成,每个单体电池都有其独特的电化学特性和工作原理。
单体锂离子电池结构:锂离子电池主要由正极、负极、电解质和隔膜组成。
正极和负极材料通过电化学反应实现能量的存储和释放。
电解质则起到传递离子的作用,而隔膜则防止了正负极之间的直接接触,从而防止了电池短路。
电压:电池的开路电压与其荷电状态(SOC)有直接关系,通常随着SOC的增加而增加。
电池组的不一致性分析
由于初始性能参数以及外部使用条件的差异,动力电池组的不一致难以避免,从而导致动力电池工作特性(电流、电压、温度)的差异。
该特性差异又进一步加剧动力电池性能变化的不一致性,两者的相互耦合作用如图5-7所示。
图5-7 影响电池一致性的内、外部因素及其耦合关系
动力电池老化机理和退化速率的分析结果表明,引起动力电池性能衰减的关键因素为工作温度、工作电压、放电深度以及电流倍率等。
对于动力电池组内的各个动力电池单体,由于可用容量和内阻的不确定性差异,在相同的电流激励下,各个单体实际的充放电电流倍率、温升和工作电压差异很大。
若动力电池系统的温度场优化设计不合理,易加剧
各单体温升的不一致程度。
上述因素在动力电池实际运行过程中的相互耦合性,将进一步导致动力电池组内各单体性能衰减速率的不一致;表现为动力电池可用容量、内阻、功率等衰退速率不一致,最终形成不一致扩大的正反馈效应。
动力电池单体可用容量和内阻等一次不一致性对动力电池特性的影响较大,而这些一次不一致性又加剧了应用中的二次不一致。
因此,为提高动力电池系统在新能源汽车上的工作效率和可靠性,需对动力电池的一次不一致性进行严格筛选后成组;成组后还需要对电池的二次不一致性进行量化评估,并监控动力电池使用中的不一致性。
电动车电池配组问题探析王有山1,孙力生2,王海博2(1、南通星能节源科技有限公司226600;2、中华蓄电池技术网226600)摘要:本文剖析了电动助力车电池配组的实质,介绍了常用的配组方法,并且针对配组中易忽视的问题作了深入分析,最后探讨了工艺与设备的协调问题。
关键词:电动助力车电池配组充放电工艺On Making Sets of Electric Bicycle BatteriesWang Yon-shan1, Sun Li-sheng2Wang Hai-bo2(1、NanTong XingNeng JieYuan Technology Ltd. 226600;2、ZhongHua Battery Technology Internet 226600)Abstract:In this paper, the authors analyze the essence of making sets of electric bicycle batteries, and introduce the commonly used methods of making sets, as well as some problems that are vulnerable ignored about making sets have been thoroughly solved. Here, the authors discuss the coordination of technology and equipment at last.Key words: Electric Bicycle Batteries; Making Sets; Charge and Discharge Technology前言众所周知,电动车动力电源的蓄电池,是在深度充放电条件下工作的,这就要求我们在生产中重视配组问题,否则,电池的使用寿命就会在2个月后逐渐终结。
但是,由于对其中一些问题的忽视,部分电动车电池厂的产品质量在过去几年里一直得不到消费者的认可。
本文针对目前配组方面存在的问题谈些个人看法,以期和同行探讨。
一、配组的含义目前,人们对电动车电池配组的理解尚无形成一致意见。
一般认为,所谓电动车电池的配组就是保证每组电池中单个电池的容量的一致性。
我们认为,所谓的配组并不是单单容量一样那么简单,这里面除了容量一致外,容量的衰减速率、电池在充电态所表现的特性(如内阻、端电压等)、电池的其它充放电特性都是不可忽视的问题。
例如:两只电池虽然初容量相同,但是容量随循环衰减的速度不同,那么随电池的使用时间增加,容量的差异就会越来越大。
如果两只电池的内阻不同,则充电时的发热量就会有差异,内阻大的那只电池在充电时就会温度升高,温度的升高又促使密封反应效率增高,进而还会增加温度,这样就会引发耗水量的增加,甚至造成热失控等。
这些又会进一步地促使两只电池间的差异。
总之,笔者认为,所谓的配组就是要保证一组电池中的每只电池的每单格的性能的一致性。
而绝非仅仅容量一致。
二、配组的类型多数厂家对电动车电池的配组从以下几个方面着手:1.极板重量的配组(也称配重)通过控制正负极板的每单格重量来控制电池的容量。
要求首先把极板的四边的毛边毛刺、多余的铅粉、极耳整理干净,选出变形的、厚度不均匀的、活物质脱落的等不合格产品,然后进行称重配重即重量配组。
配重工艺各厂大同小异。
极板重量的配组是整个配组的基础。
2.容量配组容量配组是将电池进行充放电激活后,放电,根据电池放电容量进行配组。
这里要根据充放电设备的不同确定配组工艺。
根据笔者的了解,目前电池厂根据自身的条件通常选择三种类型的设备:①采用普通的充放电机充放电,利用数字电压表手工测量电压进行配组;②利用普通的充放电机进行充放电,采用外配的电池巡检仪进行配组;③采用独立的充放电配组一体机进行充放电配组。
方法①设备投资小,配组误差大;方法②配置了巡检仪,每路18只电池的巡检时间为4.5s左右,相对来说配组精度可以提高很多;方法③配组精度更高,因每只电池单独进行控制,充电时不会欠充和过充,放电过程中不会过放电,具有便于观察充放电过程中的问题,更有利于数据的记录和分析,但是设备投资比较高。
3.电池静置电压配组(端电压配组)电池静置后的端电压间接地反映了电池的某些性能,例如电压的高低反映了电解液的浓度;端电压的下降情况反映了电池的自放电情况等。
因此保证电动车电池每组的端电压的一致也是保证其性能一致的一个主要因素。
这项工作需根据环境温度确定静置时间(24-48h),温度低时静置时间要适当延长。
4.电池充电态电压的配组电池在串联充电时,通过每只电池的电流是一样的,但由于每个电池的特性(内阻、正负极电位、密封反应效率等)的不同,反映在电池两端的电压就不同。
这个电压的高低通常和电池的电解液密度、电解液添加剂、极板活物质添加剂、隔板特性、铅合金成份、电池组装结构形式等因素有关。
但监测这个电压比较难以掌握,所以多数厂家只把这项作为一个参考参数,并未进行真正实施。
因为这个电压具有一定的离散性,它随充电电流的增大而增大;随充电时间的增加而提高。
三、配组中易忽视的问题1.配重的问题极板配重的实质是要保证每组极板的活物质相等,这样才可以保证每组电池的每单格容量相等。
这方面有以下几个问题需要认真对待:板栅的重量误差电池厂配组时称量的是极板的重量,然而极板是由板栅和活物质组成的,如果极板厂在生产过程中对板栅的重量误差控制不好,电池厂的配组工作等于白做。
因此电池厂对供货单位极板的板栅均匀性的检验应该纳入内部质量管理的一个重要部分(这方面多数电池厂往往忽视了)。
极板含水量不同极板厂家对极板的含水量这个指标规定可能不尽相同,但一般负极板含水量≤0.5%,正极板含水量≤1%。
对于电动车极板来说,极板比较厚,在烘干条件不十分好的厂家,往往烘干室内的温度控制系统和循环风系统不够完善,这就造成极板的含水量往往超出实际所要求的范围。
可怕的是,在没有循环风的烘干室内,往往不同位置的极板的含水量相差很大,我们对某厂检测的结果发现,不同位置的正极板含水量差很大,检测结果见附表1表:某厂烘干室不同位置极板烘干情况检测(10Ah正极板)类似这种情况对配组造成的影响已经很严重了。
干荷电性能同批极板的干荷电质量不一致,在电池的充电过程中有两方面问题:一、干荷电差的电池的负极板在充电过程中会有部分脱落;二、如果电池在生产过程中充电量不足,可能会造成容量配组的假象。
2.电解液数量对配组的影响对于电动车电池来说,外壳的容量有限,考虑到电池寿命原因,极板设计一般都厚,因此从一般来说电池的活物质量相对于硫酸的量来说是过量的。
换句话来说,电池的容量主要由硫酸的数量来决定。
这样如果我们在电池加酸的过程中没有严格控制每单格的加酸量,则就会出现电池每格容量的差异。
这就是现在的过量加酸法的弊端。
我们采取的办法是:严格控制加酸数量(由真空加酸机加酸),同时有合理而严格的充放电工艺相配套,加酸时一次性由加酸机加够数量,电池上同样加加酸壶(也称富液壶)但不再加酸,加加酸壶的目的是防止电池在充电时电解液的溢出。
同时根据一年四季气温的变化适当调整充放电工艺,确保电池在整个充放电工艺结束后,电池内电解液的饱和度。
通过我们的实际操作,电池的均匀性提高很多。
3.温度对配组的影响温度对配组的影响可分为充电时和放电时两个方面。
充电时,电池的充电接受能力与温度关系很大,特别是在恒压充电情况下,电池的充电电流随温度的增加而增加,即使是恒流充电,电池内的电化学反应也随温度的提高而反应效率提高。
放电时,放电容量(或时间)与温度的关系符合下式规律:C25=C t/1+0.009(t-25)这就要求我们在配组时,不同时间段进行充放电的电池最好不要在一起配组,即便在一起配,也要把温度的因素考虑进去。
通常可以把不同时间段(环境温度不一样)的电池的放电时间统一换算到25℃时的时间。
4.设备对配组的影响设备对配组的影响分两方面:一是设备本身精度对配组的影响,例如现在市场上出售的配组巡检仪(有的叫配组机)巡检一路电池(通常为18只)的时间1.5秒-5秒不等,电压测量精度也不同;二是设备外部布线引起的误差,以一台24路充放电机为例,这24路与机器的远近有差别,有些可能每路的连线规格也不同,这就引起线路压降的差异。
5.不同批次的极板的性能差异极板生产是一个极其复杂的物理化学反应过程,极板的特性与这些过程有着密切的关系。
例如:极板生产中的合膏温度、固化条件(温度、湿度、时间、室内温度湿度的均匀度等)、化成工艺、化成时的环境温度等在每一批次里都可能有操作上的或者非操作上的误差,这些误差必然造成极板的每批次的性能误差。
因此我们的配组尽量要做到每批次的极板在一起配组。
6.工艺与设备的协调要生产出好的产品首先是工艺技术,其次是设备和过程控制,这是做好产品的基本条件,一般厂家都很重视。
但是怎么做到好的工艺技术和设备的协调,这是很主要也是很难并且容易被忽视的。
应该说好的工艺来自车间一线,技术人员或工程师在办公室里永远编不出完美的生产工艺。
编出的工艺到车间去验证,往往会发现很多问题,比如不易操作的问题、设备跟不上的问题等不足,这时就要经过修改,修改后再拿到车间去验证,如此反复多次这个工艺就会比较完善。
这就要求我们的技术人员不能老是坐在办公室里纸上谈兵,要理论结合实际。
例如充放电工艺与设备,简单的充放电机只有恒流充电和恒流放电两种模式,这就要求我们在设置充电工艺时尽量采取多阶段的设置,以尽量提高充电效率,但同时如果阶段之间不能自动转换,又要考虑工人操作的问题,必须进行兼顾。
功能比较全、功率余量大的充电机,在设置充电工艺时,往往前期电流设置的都很大,阶段转换往往以电池电压为条件,中后阶段往往又多采取恒压充电,这种情况就要考虑到电池的温度了,如果电池在温度比较高的环境中,又没有什么散热措施的话,前面大电流的充电会带来电池温升,温度的增高又会影响中后期恒压阶段的电流迟迟不降,这又会使电池的温度进一步提高,耗水增加,甚至造成更严重的后果。
再如放电,我们知道电动助力车电池一般在生产中每路18只电池,串连放电,每只电池两端引线巡检,设置电池放电终止时的电压按照每只电池平均电压10.5V,18只电池总的电压为:18×10.5=189V,工艺中就设置189V终止,结果当电池放电终止时巡检仪检测的结果是每只电池的电压都超过11.20V。
这就是工艺和设备的一个典型的没有协调好的问题,原因是从电池到充放电机连接的电线的压降比较大,而这个电压降机器检测不到。
如下图所示:由上图可知:放电时,满足下等式:U 1+U2+U3+……+U18=U+(Ur1+Ur2)(Ⅰ)上式中:U1-U18分别是电池1-18的端电压,U是充放电机检测到的电压,Ur1+Ur2是线路电阻R1和R2在放电时所产生的电压降。