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電動(dòng)汽車電池定義
電動(dòng)汽車電池分兩大類,蓄電池和燃料電池。蓄電池適用于純電動(dòng)汽車,包括鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鈉硫電池、二次鋰電池、空氣電池。
燃料電池專用于燃料電池電動(dòng)汽車,包括堿性燃料電池(AFC)、磷酸燃料電池(PAFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)、質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)、直接甲醇燃料電池(DMFC)。
隨著電動(dòng)汽車的種類不同而略有差異。在僅裝備蓄電池的純電動(dòng)汽車中,蓄電池的作用是汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的惟一動(dòng)力源。而在裝備傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)(或燃料電池)與蓄電池的混合動(dòng)力汽車中,蓄電池既可扮演汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要?jiǎng)恿υ吹慕巧部沙洚?dāng)輔助動(dòng)力源的角色??梢娫诘退俸蛦?dòng)時(shí),蓄電池扮演的是汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要?jiǎng)恿υ吹慕巧?在全負(fù)荷加速時(shí),充當(dāng)?shù)氖禽o助動(dòng)力源的角色;在正常行駛或減速、制動(dòng)時(shí)充當(dāng)?shù)氖莾?chǔ)存能量的角色。
燃料電池由燃料在陽極氧化,氧化劑在陰極還原。如果在陽極(即外電路的負(fù)極,也可稱燃料極)上連續(xù)供給氣態(tài)燃料(氫氣),而在陰極(即外電路的正極,也可稱空氣極)上連續(xù)供給氧氣(或空氣),就可以在電極上連續(xù)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),并產(chǎn)生電流。由此可見,燃料電池與常規(guī)電
池不同,它的燃料和氧化劑不是儲(chǔ)存在電池內(nèi),而是儲(chǔ)存在電池外部的儲(chǔ)罐中。當(dāng)它工作(輸出電流并做功)時(shí),需要不間斷地向電池內(nèi)輸人燃料和氧化劑并同時(shí)排出反應(yīng)產(chǎn)物。因此,從工作方式上看,它類似于常規(guī)的汽油或柴油發(fā)電機(jī)。由于燃料電池工作時(shí)要連續(xù)不斷地向電池內(nèi)送入燃料和氧化劑,所以燃料電池使用的燃料和氧化劑均為流體(氣體或液體)。最常用的燃料為純氫、各種富含氫的氣體(如重整氣)和某些液體(如甲醇水溶液),常用的氧化劑為純氧、凈化空氣等氣體和某些液體(如過氧化氫和硝酸的水溶液等)。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
燃料電池陽極的作用是為燃料和電解液提供公共界面,并對燃料的氧化產(chǎn)生催化作用,同時(shí)把反應(yīng)中產(chǎn)生的電子傳輸?shù)酵怆娐坊蛘呦葌鬏數(shù)郊靼搴笤傧蛲怆娐穫鬏敗j帢O(氧電極)的作用是為氧和電解液提供公共界面,對氧的還原產(chǎn)生催化作用,從外電路向氧電極的反應(yīng)部位傳輸電子。由于電極上發(fā)生的反應(yīng)大多為多相界面反應(yīng),為提高反應(yīng)速率,電極一般采用多孔材料并涂有電催化劑。
電解質(zhì)的作用是輸送燃料電極和氧電極在電極反應(yīng)中所產(chǎn)生的離子,并能阻止電極間直
接傳遞電子。
隔膜的作用是傳導(dǎo)離子、阻止電子在電極間直接傳遞和分隔氧化劑與還原劑。因此隔膜
必須是抗電解質(zhì)腐蝕和絕緣的物質(zhì),并具有良好耐潤濕性。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
電池組
電動(dòng)汽車電池組由多個(gè)電池串聯(lián)疊置組成。一個(gè)典型的電池組大約有96個(gè)電池,充電到4.2V的鋰離子電池而言,這樣的電池組可產(chǎn)生超過400V的總電壓。盡管汽車電源系統(tǒng)將電池組看作單個(gè)高壓電池,每次都對整個(gè)電池組進(jìn)行充電和放電,但電池控制系統(tǒng)必須獨(dú)立考慮每個(gè)電池的情況。如果電池組中的一個(gè)電池容量稍微低于其他電池,那么經(jīng)過多個(gè)充電/放電周期后,其充電狀態(tài)將逐漸偏離其它電池。如果這個(gè)電池的充電狀態(tài)沒有周期性地與其它電池平衡,那么它最終將進(jìn)入深度放電狀態(tài),從而導(dǎo)致?lián)p壞,并最終形成電池組故障。為防止這種情況發(fā)生,每個(gè)電池的電壓都必須監(jiān)視,以確定充電狀態(tài)。此外,必須有一個(gè)裝置讓電池單獨(dú)充電或放電,以平衡這些電池的充電狀態(tài)。
電池組監(jiān)視系統(tǒng)的一個(gè)重要考慮因素是通信接口。就PC板內(nèi)的通信而言,常用的選項(xiàng)包括串行外設(shè)接口(SPI)總線、I2C總線,每種總線的通信開銷都很低,適用于低干擾環(huán)境。另一個(gè)選項(xiàng)是控制器局域網(wǎng)(CAN)總線,這種總線在汽車應(yīng)用中被廣泛使用。CAN總線非常棒,具有誤差檢測和故障容限特性,但是它的通信開銷很大,材料成本也很高。盡管從電池系統(tǒng)到汽車主CAN總線的連接是值得要的,但在電池組內(nèi)采用SPI或I2C通信是有優(yōu)勢的。
電動(dòng)汽車電池按電解液分為:
a.堿性電池。即電解液為堿性水溶液的電池;
b.酸性電池。即電解液為酸性水溶液的電池;
c.中性電池。即電解液為中性水溶液的電池;
d.有機(jī)電解質(zhì)溶液電池。即電解液為有機(jī)電解質(zhì)溶液的電池。
按活性物質(zhì)的存在方式分為:
a.活性物質(zhì)保存在電極上??煞譃橐淮坞姵?非再生式,原電池)和二次電池(再生式,蓄電池);
b.活性物質(zhì)連續(xù)供給電極??煞譃榉窃偕剂想姵睾驮偕剂想姵?。
按電池的某些特點(diǎn)分為:
a.高容量電池;
b.免維護(hù)電池;
c.密封電池;
d.燃結(jié)式電池;
e.防爆電池;
f.扣式電池、矩形電池、圓柱形電池等。
盡管由于化學(xué)電源品種繁多,用途廣泛,外形差別大,使上述分類方法難以統(tǒng)一,但習(xí)慣上按其工作性質(zhì)及存貯方式不同,一般分為四類:
一次電池,又稱“原電池”,即放電后不能用充電的方法使它復(fù)原的電池。換言之,這種電池只能使用一次,放電后電池只能被遺棄了。這類電池不能再充電的原因,或是電池反應(yīng)本身不可逆,或是條件限制使可逆反應(yīng)很難進(jìn)行。如:
鋅錳干電池Zn│NH4Cl·ZnCl2│MnO2(C)
鋅汞電池Zn│KOH│HgO
銀鋅電池Zn│KOH│Ag2O
二次電池,又稱“蓄電池”,即放電后又可用充電的方法使活性物質(zhì)復(fù)原而能再次放電,且可反復(fù)多次循環(huán)使用的一類電池。這類電池實(shí)際上是一個(gè)化學(xué)能量貯存裝置,用直流電將電池充足,這時(shí)電能以化學(xué)能的形式貯存在電池中,放電時(shí),化學(xué)能再轉(zhuǎn)換為電能。如:
鉛酸電池Pb│H2SO4│PbO2
鎳鎘電池Cd│KOH│NiOOH
鎳氫電池H2│KOH│NiOOH
鋰離子電池LiCoO2│有機(jī)溶劑│6C
鋅空氣電池Zn│KOH│O2(空氣)
貯備電池,又稱“激活電池”,是正、負(fù)極活性物質(zhì)和電解液不直接接觸,使用前臨時(shí)注入電解液或用其他方法使電池激活的一類電池。這類電池的正、負(fù)極活性物質(zhì)的化學(xué)變質(zhì)或自放電,因與電解液的隔離而基本上被排除,從而使電池能長時(shí)間貯存。如:
鎂銀電池Mg│MgCl2│AgCl
鈣熱電池Ca│LiCl-KCl│CaCrO4(Ni)
鉛高氯酸電池Pb│HclO4│PbO2
燃料電池,又稱“連續(xù)電池”,即只要活性物質(zhì)連續(xù)地注入電池,就能長期不斷地進(jìn)行放電的一類電池。它的特點(diǎn)是電池自身只是一個(gè)載體,可以把燃料電池看成一種需要電能時(shí)將反應(yīng)物從外部送入電池的一種電池。如:
氫燃料電池H2│KOH│O2
肼空燃料電池N2H4│KOH│O2(空氣)
性能參數(shù)編輯
化學(xué)電池品種繁多,性能各異。常用以表征其性能的指標(biāo)有:電性能、機(jī)械性能、貯存性能等,有時(shí)還包括使用性能和經(jīng)濟(jì)成本。我們主要介紹其電性能和貯存性能。電性能包括:電動(dòng)勢、額定電壓、開路電壓、工作電壓、終止電壓、充電電壓、內(nèi)阻、容量、比能量和比功率、貯存性能和自放電、壽命等。貯存性能主要取決于電池的自放電大小。
電動(dòng)勢
電池的電動(dòng)勢,又稱電池標(biāo)準(zhǔn)電壓或理論電壓,為電池?cái)嗦窌r(shí)正負(fù)兩極間的電位差。
額定電壓
額定電壓(或公稱電壓),系指該電化學(xué)體系的電池工作時(shí)公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)電壓。
開路電壓
電池的開路電壓是無負(fù)荷情況下的電池電壓。開路電壓不等于電池的電動(dòng)勢。必須指出,電池的電動(dòng)勢是從熱力學(xué)函數(shù)計(jì)算而得到的,而電池的開路電壓則是實(shí)際測量出來的。
工作電壓
系指電池在某負(fù)載下實(shí)際的放電電壓,通常是指一個(gè)電壓范圍。
?、山K止電壓
系指放電終止時(shí)的電壓值,視負(fù)載和使用要求不同而異。
充電電壓
系指外電路直流電壓對電池充電的電壓。一般的充電電壓要大于電池的開路電壓,通常在一定的范圍內(nèi)
內(nèi)阻
蓄電池的內(nèi)阻包括:正負(fù)極板的電阻,電解液的電阻,隔板的電阻和連接體的電阻等。
正負(fù)極電阻
目前普遍使用的鉛酸蓄電池正、負(fù)極板為涂膏式,由鉛銻合金或鉛鈣合金板柵架和活性物質(zhì)兩部分構(gòu)成。因此,極板電阻也由板柵電阻和活性物質(zhì)電阻組成。板柵在活性物質(zhì)內(nèi)層,充放電時(shí),不會(huì)發(fā)生化學(xué)變化,所以它的電阻是板柵的固有電阻?;钚晕镔|(zhì)的電阻是隨著電池充放電狀態(tài)的不同而變化的。
當(dāng)電池放電時(shí),極板的活性物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徙U(PbSO4),硫酸鉛含量越大,其電阻越大。而電池充電時(shí)將硫酸鉛還原為鉛(Pb),硫酸鉛含量越小,其電阻越小。
電解液電阻
電解液的電阻視其濃度不同而異。在規(guī)定的濃度范圍內(nèi)一旦選定某一濃度后,電解液電阻將隨充放電程度而變。電池充電時(shí),在極板活性物質(zhì)還原的同時(shí)電解液濃度增加,其電阻下降;電池放電時(shí),在極板活性物質(zhì)硫酸化的同時(shí)電解液濃度下降,其電阻增加。
隔板電阻
隔板的電阻視其孔率而異,新電池的隔板電阻是趨于一個(gè)固定值,但隨電池運(yùn)行時(shí)間的延長,其電阻有所增加。因?yàn)?,電池在運(yùn)行過程中有些鉛渣和其他沉積物在隔板上,使得隔板孔率有所下降而增加了電阻。
連接體電阻
連接體包括單體電池串聯(lián)時(shí)連接條等金屬的固有電阻,電池極板間的連接電阻,以及正、負(fù)極板組成極群的連接體的金屬電阻,若焊接和連接接觸良好,連接體電阻可視為一固定電阻。
每只電池所呈現(xiàn)的內(nèi)阻就是上述物體電阻的總和,電池內(nèi)阻R與電動(dòng)勢、端電壓及放電電流的關(guān)系:Rs=(E-Uf)÷If
電池的內(nèi)阻在放電過程中會(huì)逐漸增加,而在充電過程中則逐漸減小。所以,電池在充放電過程中,端電壓也會(huì)因其內(nèi)阻的變化而變動(dòng)。故端電壓在放電時(shí)低于電池的電動(dòng)勢,充電時(shí)又高于電池的電動(dòng)勢。
容量
電池的容量單位為庫侖(C)或安時(shí)(Ah)。表征電池容量特性的專用術(shù)語有三個(gè):
a.理論容量。系指根據(jù)參加電化學(xué)反應(yīng)的活性物質(zhì)電化學(xué)當(dāng)量數(shù)計(jì)算得到的電量。通常,理論上1電化當(dāng)量物質(zhì)將放出1法拉第電量,即96500C或26.8Ah(1電化當(dāng)量物質(zhì)的量,等于活性物質(zhì)的原子量或分子量除以反應(yīng)的電子數(shù))。
b.額定容量。系指在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)電池時(shí),規(guī)定或保證在指定放電條件下電池應(yīng)該放出的最低限度的電量。
c.實(shí)際容量。系指在一定的放電條件下,即在一定的放電電流和溫度下,電池在終止電壓前所能放出的電量。
電池的實(shí)際容量通常比額定容量大10%~20%。
電池容量的大小,與正、負(fù)極上活性物質(zhì)的數(shù)量和活性有關(guān),也與電池的結(jié)構(gòu)和制造工藝與電池的放電條件(電流、溫度)有關(guān)。
影響電池容量因素的綜合指標(biāo)是活性物質(zhì)的利用率。換言之,活性物質(zhì)利用得越充分,電池給出的容量也就越高。
活性物質(zhì)的利用率可以定義為:
利用率=(電池實(shí)際容量/電池理論容量)×100%
或,利用率=(活性物質(zhì)理論用量/活性物質(zhì)實(shí)際用量)×100%。
比能量
電池的輸出能量是指在一定的放電條件下,電池所能作出的電功,它等于電池的放電容量和電池平均工作電壓的乘積,其單位常用瓦時(shí)(Wh)表示。
電池的比能量有兩種。一種叫重量比能量,用瓦時(shí)/千克(Wh/kg)表示;另一種叫體積比能量,用瓦時(shí)/升(Wh/L)表示。比能量的物理意義是電池為單位重量或單位體積時(shí)所具有的有效電能量。它的比較電池性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)。
比功率
電池的功率是指在一定的放電條件下,電池在單位時(shí)間內(nèi)所能輸出的能量。單位是瓦(W),或千瓦(kW)。電池的單位重量或單位體積的功率稱為電池的比功率,它的單位是瓦/千克(W/kg)或瓦/升(W/L)。如果一個(gè)電池的比功率較大,則表明在單位時(shí)間內(nèi),單位重量或單位體積中給出的能量較多,即表示此電池能用較大的電流放電。因此,電池的比功率也是評價(jià)電池性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一。
貯存性能
電池經(jīng)過干貯存(不帶電解液)或濕貯存(帶電解液)一定時(shí)間后,其容量會(huì)自行降低,這個(gè)現(xiàn)象稱自放電。所謂“貯存性能”是指電池開路時(shí),在一定的條件下(如溫度、濕度)貯存一定時(shí)間后自放電的大小。
電池在貯存期間,雖然沒有放出電能量,但是在電池內(nèi)部總是存在著自放電現(xiàn)象。即使是干貯存,也會(huì)由于密封不嚴(yán),進(jìn)入水份、空氣及二氧化碳等物質(zhì),使處于熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài)的部分正極和負(fù)極活性物質(zhì)構(gòu)成微電池腐蝕機(jī)理,自行發(fā)生氧化還原反應(yīng)而白白消耗掉。如果是濕貯存,更是如此。長期處在電解液中的活性物質(zhì)也是不穩(wěn)定的。負(fù)極活性物質(zhì)大多是活潑金屬,都會(huì)發(fā)生陽極自溶。酸性溶液中,負(fù)極金屬是不穩(wěn)定的,在堿性溶液及中性溶液中也非十分穩(wěn)定。
自放電
電池自放電的大小,一般用單位時(shí)間內(nèi)容量減少的百分比表示,即:
自放電=(Co-Ct/Cot)×100%
式中:Co──貯存前電池容量,Ah;
Ct──貯存后電池容量,Ah;
t──貯存時(shí)間,用天、周、月或年表示。
自放電的大小,也能用電池貯存至某規(guī)定容量時(shí)的天數(shù)表示,稱為貯存壽命。貯存壽命有兩種,即干貯存壽命和濕貯存壽命。對于在使用時(shí)才加入電解液的電池貯存壽命,習(xí)慣上也稱為干貯存壽命。干貯存壽命可以很長。對于出廠前已加入電解液的電池貯存壽命,習(xí)慣上稱為濕貯存壽命(或濕荷電壽命)。濕貯存時(shí)自放電嚴(yán)重,壽命較短。如銀鋅電池的干貯存壽命可達(dá)5~8年,但它的濕貯存壽命通常只有幾個(gè)月。
降低電池中自放電的措施,一般是采用純度較高的原材料,或?qū)⒃牧项A(yù)先處理,除去有害雜質(zhì)。也可在負(fù)極金屬板柵中加入氫過電位較高的金屬,如Ag、Cd等,還有的在溶液中加入緩蝕劑,目的都是抑制氫的析出,減少自放電反應(yīng)的發(fā)生。
壽命
電池的壽命有“干貯存壽命”和“濕貯存壽命”兩個(gè)概念。必須指出,這兩個(gè)概念僅是針對電池自放電大小而言的,并非電池的實(shí)際使用期限。電池的真正壽命是指電池實(shí)際使用的時(shí)間長短。
對一次電池而言,電池的壽命是表征給出額定容量的工作時(shí)間(與放電倍率大小有關(guān))。
對二次電池而言,電池的壽命分充放電循環(huán)壽命和濕擱置使用壽命兩種。
充放電循環(huán)壽命,是衡量二次電池性能的一個(gè)重要參數(shù)。經(jīng)受一次充電和放電,稱為一次循環(huán)(或一個(gè)周期)。在一定的充放電制度下,電池容量降至某一規(guī)定值之前,電池能耐受的充放電次數(shù),稱為二次電池的充放電循環(huán)壽命。充放電循環(huán)壽命越長,電池的性能越好。在目前常用的二次電池中,鎘鎳電池的充放電循環(huán)壽命500~800次,鉛酸電池200~500次,鋰離子電池600~1000次,鋅銀電池很短,約100次左右。
二次電池的充放電循環(huán)壽命與放電深度、溫度、充放電制式等條件有關(guān)。所謂“放電深度”是指電池放出的容量占額定容量的百分?jǐn)?shù)。減少放電深度(即“淺放電”),二次電池的充放電循環(huán)壽命可以大大延長。
濕擱置使用壽命,也是衡量二次電池性能的重要參數(shù)之一。它是指電池加入了電解液后開始進(jìn)行充放電循環(huán)直至充放電循環(huán)壽命終止的時(shí)間(包括充放電循環(huán)過程中電池處于放電態(tài)濕擱置的時(shí)間)。濕擱置使用壽命越長,電池性能越好。在目前常用的電池中,鎘鎳電池濕擱置使用壽命2~3年,鉛酸電池3~5年,鋰離子電池5~8年,鋅銀電池最短,只有1年左右。
充電編輯
當(dāng)組合儀表上的相應(yīng)指示圖標(biāo)(黃色)點(diǎn)亮或當(dāng)儀表剩余點(diǎn)亮小于等于25%時(shí),則此時(shí)該純電動(dòng)汽車必須進(jìn)行充電。(注意:充電溫度要求0℃—55℃,放電溫度要求零下20℃—60℃)
具體操作步驟如下:
1、車輛應(yīng)該停放在遠(yuǎn)離易燃易爆物品的室內(nèi),換擋手柄置與“P”擋,拉起手剎,點(diǎn)火開關(guān)打到“OFF”.
2、檢查冷卻液,確認(rèn)液位是否正常。檢查充電樁插座,確保安全可靠。
3、充電時(shí),先插上“交流充電線”的供電端;之后,向上提拉駕駛員座椅左側(cè)的開鎖開關(guān),打開充電口蓋,插入“交流充電線”車輛端。
4、當(dāng)組合儀表上圖標(biāo)相應(yīng)圖標(biāo)(紅色)點(diǎn)亮?xí)r,表示充電鏈接裝置已經(jīng)正常連接。當(dāng)組合儀表上相應(yīng)圖標(biāo)(黃色)點(diǎn)亮?xí)r,表示電動(dòng)汽車電池已開始充電。
5、組合儀表相應(yīng)圖標(biāo)(黃色)熄滅后,表示動(dòng)力電池已被充滿,請先拔去“交流充電線”車輛端,后拔去“交流充電線”供電段,關(guān)好充電口,整理好交流充電線。
相關(guān)注意事項(xiàng):
1、在車載自動(dòng)啟動(dòng)的溫度空盒子相關(guān)功能正常的情況下,為縮短充電時(shí)間,在車輛充電過程中,不建議使用車載用電設(shè)備。
2、低溫情況下的充電,空調(diào)會(huì)給電池加熱的情況屬于正常。
3、如果在電動(dòng)汽車電池充電過程中遇到故障,請尋求專業(yè)人員進(jìn)行處理,不要私自嘗試維修。
故障編輯
一、將電動(dòng)汽車電池充滿電后,按照下圖把電池、電流表、電阻絲連接好。1)用萬用表測量每一塊電池的電壓,并將其數(shù)值記下,同時(shí)記下放電的時(shí)間,調(diào)整電
阻絲使電流表指針指在5A上。
2)在放電過程中應(yīng)保持電流表始終在5A上,并每隔20分鐘測量一次電池電壓,同時(shí)記下測量值,單只電池電壓下降到10.5V時(shí),放電時(shí)間不得低于84分鐘。
二、電動(dòng)汽車電池內(nèi)部斷路
有的電池內(nèi)部斷路,表現(xiàn)為電池有電壓無電流,整車有電、電機(jī)不轉(zhuǎn),如更換一組新電池后,整車正常,則是電池的問題。
三、充電器綠燈不轉(zhuǎn)換
充電時(shí)充電器綠燈不轉(zhuǎn)換,空載時(shí)充電器綠燈亮,則一般情況是電池內(nèi)部缺水或缺稀硫酸所致,將電池上蓋打開后,旋下單向閥或安全閥,向電池內(nèi)注入適量專用補(bǔ)充液(5ml~8ml),充電6-10小時(shí)即可轉(zhuǎn)換。
四、電動(dòng)汽車?yán)m(xù)行里程短
1)檢測電池是否有問題,如無問題則檢測下一項(xiàng)。
2)檢測整車空載電流和運(yùn)行電流是否過大,空載電流不應(yīng)超過1.2安培,運(yùn)行電流在載重500kg,時(shí)速40km/h,平坦水泥或柏油路面行駛時(shí)不應(yīng)大于7.5安培,如出現(xiàn)上述情況則更換控制器或電機(jī)再次進(jìn)行測試。
3)如以上都沒有問題,則需要進(jìn)行路試。
一:
蓄電池在存放時(shí)嚴(yán)禁處于虧電狀態(tài)。虧電壯態(tài)是指電池使用后沒有及時(shí)充電。在虧電狀態(tài)存放電池,很容易出現(xiàn)硫酸鹽化,硫酸鉛結(jié)晶物附著在極板上,堵塞了電離子通道,造成充電不足,電池容量下降。虧電狀態(tài)閑置時(shí)間越長,電池?fù)p壞越嚴(yán)重。因此電池閑置不用時(shí),應(yīng)每月補(bǔ)充電一次,這樣能較好地保持電動(dòng)汽車電池保養(yǎng)健康狀態(tài)。
二:定期檢驗(yàn)
在使用過程中,如果電動(dòng)車的續(xù)行里程在短時(shí)間內(nèi)突然下降很厲害,則很有可能是電池組中最少有一塊電池出現(xiàn)斷格、極板軟化、極板活性物質(zhì)脫落等短路現(xiàn)象。因此,應(yīng)及時(shí)到專業(yè)電池修復(fù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢查、修復(fù)或配組。這樣能相對延長電池組的壽命,最大程度地節(jié)省開支。
三:避免大電流放電
電動(dòng)汽車在使用過程中,盡量避免瞬間大電流放電。大電流放電容易導(dǎo)致產(chǎn)生硫酸鉛結(jié)晶,從而損害電池極板的物理性能。
四:掌握充電時(shí)間
在使用過程中,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況準(zhǔn)確把握充電時(shí)間,參考平時(shí)使用頻率及行駛里程情況,也要注意電池廠家提供的容量大小說明,以及配套充電器的性能、充電電流的大小等參數(shù)把握充電頻次。一般情況蓄電池都在夜間進(jìn)行充電,平均充電時(shí)間在8小時(shí)左右。若是淺放電﹙充電后行駛里程很短﹚,電動(dòng)汽車蓄電池很快就會(huì)充滿,繼續(xù)充電就會(huì)出現(xiàn)過充現(xiàn)象,導(dǎo)致電池失水、發(fā)熱,降低電池壽命。所以,蓄電池以放電深度為60%~70%時(shí)充一次電最佳,實(shí)際使用時(shí)可折算成騎行里程,根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行必要充電,避免傷害性充電。
五:防止曝曬
電動(dòng)汽車嚴(yán)禁在陽光下曝曬。溫度過高的環(huán)境會(huì)使蓄電池內(nèi)部壓力增加而使電池限壓閥被迫自動(dòng)開啟,直接后果就是增加電池的失水量,而電池過度失水必然引發(fā)電池活性下降,加速極板軟化,充電時(shí)殼體發(fā)熱,殼體起鼓、變形等致命損傷。
六:避免充電時(shí)插頭發(fā)熱
充電器輸出插頭松動(dòng)、接觸面氧化等現(xiàn)象都會(huì)寺導(dǎo)致充電插頭發(fā)熱,發(fā)熱時(shí)間過長會(huì)導(dǎo)致充電插頭短路,直接損害充電器,帶來不必要的損失。所以發(fā)現(xiàn)上述情況時(shí),應(yīng)及時(shí)清除氧化物或更換接插件。
防護(hù)措施編輯
外殼防護(hù),為了防止空氣進(jìn)入,鋰電池都被封裝在密閉容器沖,并為了防止外力破壞通常配以不銹鋼外殼和鋁合金外殼。例如,特斯拉的電動(dòng)汽車,甚至采用了鈦合金防護(hù)板,以防止汽車使用中,尤其是交通事故中對電池容器的損傷。
隔膜阻斷保護(hù),在防止外力破壞的同時(shí),還要防止來自電池內(nèi)部產(chǎn)生的破壞。
通常為了防止電池的正負(fù)極直接碰觸而短路,電池內(nèi)會(huì)有一層隔膜,一方面將正負(fù)極隔開,一方面又允許帶電離子通過。
然而,在鋰電池中,隔膜還承擔(dān)著另一項(xiàng)防護(hù)職能。在電池溫度過高時(shí),隔膜空隙會(huì)自動(dòng)關(guān)閉,讓鋰離子無法穿越,從而終止整個(gè)電池的反應(yīng)。從而防止了電池由于溫度過高,使得其中的電解液氣化產(chǎn)生高壓,破壞電池密封結(jié)構(gòu)的問題。
過充電壓防護(hù),不僅空氣要被阻隔在外,還要防止金屬鋰從電極中外泄。
科學(xué)家們通過電極材料的納米空隙和材料晶格機(jī)制,來存放和鎖住在充放電中形成的金屬鋰。
這樣一來,即使是電池外殼破裂,氧氣進(jìn)入,也會(huì)因氧分子太大進(jìn)不了這些細(xì)小的儲(chǔ)存格,而避免自燃的產(chǎn)生。
然而,用過高的電壓或充滿后繼續(xù)過長時(shí)間的充電,會(huì)對鋰電池產(chǎn)生十分危險(xiǎn)的損害。
鋰電池充電電壓在高于額定電壓(一般是4.2V)后,如果繼續(xù)充電,由于負(fù)極的儲(chǔ)存格已經(jīng)裝滿了鋰原子,后續(xù)的鋰離子會(huì)堆積于負(fù)極材料表面。這些鋰離子由于極化作用,會(huì)形成電子轉(zhuǎn)移,形成金屬鋰,并由負(fù)極表面往鋰離子來的方向長出樹枝狀結(jié)晶。
這些沒有電極防護(hù)的金屬鋰一方面極為活潑,容易發(fā)生氧化反應(yīng)而發(fā)生爆炸。另一方面,形成的金屬鋰結(jié)晶會(huì)穿破隔膜,使正負(fù)極短路,從而引發(fā)短路,產(chǎn)生高溫。在高溫下,電解液等材料會(huì)裂解產(chǎn)生氣體,使得電池外殼或壓力閥鼓漲破裂,讓氧氣進(jìn)入,并與堆積在負(fù)極表面的鋰原子反應(yīng),進(jìn)而發(fā)生爆炸。
鋰電池充電時(shí),一定要設(shè)定電壓上限和過充保護(hù)。在正規(guī)電池廠家出產(chǎn)的鋰電池中,都裝有這樣的保護(hù)電路。當(dāng)電壓超標(biāo)或電量充滿時(shí)自動(dòng)斷電。[1]
發(fā)展編輯
日本
純電動(dòng)汽車用蓄電池的研究主要集中在鋰電池,其次為鉛酸電池、鎳氫電池和鈉電池等。從世界范圍內(nèi)的專利申請的總量來看,日本擁有的純電動(dòng)汽車用蓄電池及其管理系統(tǒng)相關(guān)專利申請數(shù)量最多。從日本國內(nèi)的專利申請量來看,超過90%的專利申請也來自日本申請人。無論是從世界專利申請的擁有量角度,還是從日本專利申請中日本申請人所占的份額角度,日本在純電動(dòng)汽車用蓄電池及其管理系統(tǒng)領(lǐng)域都是實(shí)力最強(qiáng)者,掌控著絕大部分專利技術(shù)。
作為世界上最大的汽車生產(chǎn)和消費(fèi)國,美國純電動(dòng)汽車用蓄電池的研究主要集中在鋰電池,鋰電池相關(guān)專利數(shù)量占動(dòng)力電池專利數(shù)量的70%以上,其次為鉛酸電池、鎳氫電池、空氣電池和鈉電池等。從世界范圍內(nèi)的專利申請的總量來看,截至2010年6月,美國的純電動(dòng)汽車用蓄電池及其管理系統(tǒng)相關(guān)專利申請數(shù)量位于日本之后,排名第二。從美國國內(nèi)的專利申請量來看,在和純電動(dòng)汽車用蓄電池及其管理系統(tǒng)有關(guān)的專利申請中,來自日本申請人的專利最多,接近總量的60%,而來自美國申請人的專利申請數(shù)量次于日本。
德國
純電動(dòng)汽車用蓄電池的研究主要集中在鋰電池,其次為鉛酸電池、鎳氫電池、鈉電池和空氣電池等。從世界范圍內(nèi)的專利申請的總量來看,截至2010年6月,德國的純電動(dòng)汽車用蓄電池及其管理系統(tǒng)相關(guān)專利申請數(shù)量居世界排名第6位,與排名首位的日本專利數(shù)量相差很大,僅占日本申請量的11%。從德國國內(nèi)的專利申請量來看,德國申請人持有的專利約占總量的43%,高于排名第二的日本。在全球范圍來看,德國在純電動(dòng)汽車用蓄電池及其管理系統(tǒng)領(lǐng)域的技術(shù)實(shí)力遠(yuǎn)不及日本,但是在本國范圍內(nèi),德國擁有較強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢,專利擁有量高于日本。[2]
歐洲知名咨詢公司羅蘭貝格于2013年6月7日在上海發(fā)布的一份報(bào)告稱,全球電動(dòng)汽車的制造前景不甚樂觀,但中國除外。
該報(bào)告通過將七大主要汽車制造國德國、法國、意大利、美國、日本、中國、韓國的電動(dòng)汽車市場加以比較,從技術(shù)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及市場發(fā)展等方面詳細(xì)分析各國電動(dòng)汽車行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀。
報(bào)告指出,生產(chǎn)電動(dòng)汽車帶來的利潤空間遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及生產(chǎn)傳統(tǒng)汽車,這種成本偏高而獲益有限的情況,加上預(yù)期未來幾年內(nèi)油價(jià)趨于穩(wěn)定,使電動(dòng)汽車的成本劣勢愈加明顯。但在上述七國中,只有中國對電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的投入沒有下降。羅蘭貝格合伙人沈軍表示,中國的電動(dòng)汽車市場從長期來看仍會(huì)保持向上發(fā)展的勢頭
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