电动自行车用阀控铅酸蓄电池

2011-05-22 10:03:19来源: 互联网

1引言

大气污染对人们的健康已造成危害,机动车燃油所排放的尾气是造成大气污染的主要原因之一,特别是在人口拥挤的大城市,加上日益严重的能源危机,迫使人们不能不认真对待未来交通的发展问题。所幸的是上述问题已经引起了国家有关部门的重视,以铅酸蓄电池为动力源的研究早在上世纪80年代已经开始,由于当时电机效率低、蓄电池寿命过短、充电器不配套、控制器不太可靠等原因,曾一度偃旗息鼓。到了上世纪90年代中期,电动自行车又一次面临机遇与挑战,成为一个热点产业,具有环保和高科技的特征。

2电动自行车及其配套电池标准

为了规范和引导电动自行车行业的健康发展,国家质量技术监督局于1999年5月28日发布了国家标准《电动自行车通用技术条件》,于1999年10月1日开始实施。其主要技术指标有:

——最高车速不大于20km/h;

——整车重量不大于40kg;

——电机功率不大于240W;

——蓄电池密封良好、标称电压不大于48V。

目前有些厂家的电动自行车时速已超过20km/h,还标榜其车速如何快,其实过快的车速反而带来不安全的因素,已超出电动自行车的范畴,属于电动摩托车的范畴了。

有关电动自行车电池标准,上海市技术监督局于1997年发布了地方标准《电力助动车专用蓄电池》,其主要技术指标有:

——5h率放电重量比能量不小于30Wh/kg;

——2h率放电(1.65I5A放到10.2V)时间不低于2h;

——-10℃放电容量(1.65I5A放到10.2V)不低于0.5C5;

——循环寿命(2.75I5放1h,0.75I5充5h)不低于350次。

机械行业标准《电动助力车专用密封铅酸蓄电池(草案)》于2000年发布,其主要技术指标有:

——2h率放电(I2放到10.5V)不低于2h;

——循环寿命(0.5C2A放电1.4h,0.15C2A充电5.5h)不低于350次;

——组合电压一致性小于40mV。

机械行业标准以2h率作为容量考核更接近实际使用情况,并提出了组合电压一致性这一要求,一致性是VRLA电池的技术难点,也是衡量电池厂家的制造水准的重要指标。

3电动自行车电池的使用要求及目前存在的问题

目前国内配套的电动自行车电池主要有6DZM6、6DZM10、6DZM14,分别对应小密电池6FM7、6FM12、6FM18的外形尺寸。驱动电机有24V150W(两只电池串联)、36V180W(三只电池串联)等,工作电流4~7A,零速度起动或爬坡时电流高达15A以上,电池盒装有保险丝,一般20A保险丝为佳,控制器有欠压保护自动断电功能,一般欠压值为10.5V/只,所配充电器具有恒压限流功能,恒压值为14~15V/只,限流值为(0.2~0.35)C2A。

目前存在的主要问题有:

——电池容量早期损失;

——电池寿命不够长;

——电池失水、极板硫酸盐化;

——电池一致性差;

——电池可靠性较差;

——部分充电器设计不合理。

4电池的设计原则

由于目前的小密电池(小型VRLA)容量不高,重量比能量较低,所以增大容量为第一设计原则,在满足C2容量达到或超过标准的前提下,才考虑如何提高电池的深放电循环性能,最后才考虑如何提高电池的一致性。

增大电池容量有如下几种途径:第一种是采用厚板设计,增大活性物质与板的比值,从而增加活性物质的绝对数量来达到增大容量的目的;第二种是通过减薄极板增加极板数量,提高活性物质利用率从而增加电池容量;第三种是提高酸比重增加酸量来提高容量;第四种是改进极板工艺配方、研究活性物质添加剂和电解液添加剂,提高活性物质利用率从而增加电池容量。

提高电池的深放电循环性能有如下一些途径:研究改进板栅合金材料,选择适合于深循环用途的合金作板栅材料;改进极板工艺配方、研究活性物质添加剂和电解液添加剂,从而改善正极活性物质的网络结构,提高放电性能,延缓正极活性物质的软化衰退;增加极组的装配压力。

电池一致性是个比较复杂的综合性问题,由电池制造过程各个环节的一致性组成,电池制造过程中只有加酸量较一致,池壳尺寸相对一致,板栅重量、厚度不一致,涂膏量不一致,极板化成充电量不一致,隔板厚度、孔率、结构不一致,极组松紧程度不一致,电池并联充电量不一致,最后造成电池内阻、容量、寿命不一致,所以说一致性的水平是衡量电池厂家产品质量的重要指标。

5恒达公司电池的设计原则和达到的指标

综合考虑各种因素,我们采用薄型极板紧装配的设计原则,正负板栅都采用Pb?Ca?Sn?Al合金,以增大容量为第一目的,正板栅合金通过提高含锡量来改善电池的深放电性能,并研究出一种电解液添加剂,可提高VRLA电池容量10%左右,电池具有耐过放电性能(恒阻放电21天后可恢复正常容量),电池自放电半年小于20%,充电接受能力比常规小密电池提高60%以上,并可延长电池深放电循环寿命,6DZM10电池达到了以下一些性能指标:

——C2达11.9Ah;

——重量比能量达35.8Wh/kg(2h);

——循环寿命达400次。

6电池的使用与维护

恒达公司生产的电池经配套电动自行车厂家实车试用,证明电池已基本能满足使用要求,电池一次充电连续运行时间160min,工作电流4A~5A,最高时速达20km/h。

在使用过程中发现一些值得注意的问题,如过流保险丝较易烧断(15A),建议改为20A保险丝;有些充电器不能做到恒压,电压到了14.9V/只还继续往上升,电流不下降,长期这样势必造成电池失水严重,影响电池使用寿命;有些充电器电压刚到恒压值就跳档转浮充电压(13.5V/只),长此以往势必造成电池长期充电不足,影响电池放电容量,造成负极板硫酸盐化。正确的做法是按电池厂家的要求来设计充电器,在电池完全放电的情况下,以恒压14.6V~14.9V限初充电流为(0.2~0.35)C2A充电8h应可充足电,初充电流大些对电池循环寿命有好处。平常使用尽量注意用过电动自行车后即充电,如能保持每次用车时间在1.5h以内,则电池使用寿命将会大大延长。如果在零速度时用电池起动自行车,则应注意缓慢加速,给电流和电机一个最佳配合,加速器用力过猛,起不到加速效果,反而容易对电池和电机造成损坏。

关键字:电动自行车  铅酸蓄电池

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/0522/article_8949.html
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