電動汽車充電電池性能退化原因何在
發布時間:2012-02-14
中心議題:
- 電動汽車充電電池性能退化的原因
- 電動汽車充電電池性能退化的補償方法
電池的性能退化一方麵是使用和老化的自然結果,另一方麵則由於缺乏維護、苛刻的使用環境以及不良的充電操作等等加速其劣化。下麵將探討充電電池各種難以克服的問題、其原因及彌補這些問題的方法。
高自放電率
各ge種zhong電dian池chi都dou存cun在zai自zi放fang電dian,但dan使shi用yong不bu當dang會hui促cu使shi這zhe種zhong狀zhuang態tai的de發fa展zhan。自zi放fang電dian率lv呈cheng漸jian近jin線xian規gui律lv,最zui高gao的de放fang電dian率lv出chu現xian在zai剛gang充chong電dian之zhi後hou,然ran後hou逐zhu漸jian減jian小xiao。
鎳基電池表現出較高的自放電率。在正常環境溫度下,新的鎳鎘電池充電後,在第一個24h期間其電高量約減少10%。此後,自放電率穩定至每個月約10%。通常溫度較高,其放電率也增大。一般的準則是:溫度每升高10℃自放電率增大1倍。鎳金屬氫化物電池的自放電率比鎳鎘電池約大30%。
niejidianchijingguoshubaicixunhuanhouqizifangdianlvyezengda,dianchidejibankaishipengzhangcongergengjinmidijiyadianjizhijiandegemo,xingchengjinshushuzhizhuangjingti,zheshijiejingtishengchangdejieguo(記憶效應),從而損壞了電池隔膜,增大了自放電率。如果鎳基電池在24h的自放電達30%時,應予棄用。
鎳離子電池在充電後的第一個24h的自放電率為5%。此後下降至每月1%-2%,電池的安全保護電路增加約3%。高的循環次數和老化對鋰基電池的自放電率沒有影響。鉛酸電池的自放電率約每月5%或者每年50%,重複性的深度循環充放電則使自放電增大。
電dian池chi自zi放fang電dian的de百bai分fen率lv可ke用yong電dian池chi分fen析xi儀yi加jia以yi測ce定ding,但dan此ci程cheng序xu需xu要yao數shu小xiao時shi。測ce得de的de電dian池chi內nei阻zu常chang可ke反fan映ying電dian池chi的de內nei阻zu是shi否fou過guo高gao。此ci參can數shu可ke用yong阻zu抗kang計ji測ce量liang或huo用yong電dian池chi分fen析xi儀yi的de歐ou姆mu測ce試shi程cheng序xu。
電池的匹配
即(ji)使(shi)采(cai)用(yong)了(le)現(xian)代(dai)化(hua)的(de)生(sheng)產(chan)製(zhi)造(zao)技(ji)術(shu),電(dian)池(chi)的(de)容(rong)量(liang)也(ye)不(bu)可(ke)能(neng)準(zhun)確(que)預(yu)測(ce),尤(you)其(qi)是(shi)對(dui)鎳(nie)基(ji)電(dian)池(chi)。製(zhi)造(zao)過(guo)程(cheng)中(zhong),將(jiang)每(mei)個(ge)電(dian)池(chi)以(yi)其(qi)容(rong)量(liang)的(de)大(da)小(xiao)加(jia)以(yi)檢(jian)測(ce)並(bing)分(fen)類(lei)。高(gao)容(rong)量(liang)“A”類電池通常以優質級價格按特殊用途電池出售;中等容量“B”類電池應用於工業和商業產品;低端“C”類電池則以廉價出售。通過循環充放電並不能改善低端類別電池的容量。購買低價的可充電電池所得的是低電池容量。
在以多個電池組成的電池組中,電池的匹配應控製在±2.5%以yi內nei。在zai組zu成cheng電dian池chi個ge數shu多duo的de電dian池chi組zu中zhong,以yi及ji需xu輸shu出chu大da負fu載zai電dian流liu和he在zai低di溫wen下xia工gong作zuo的de電dian池chi組zu,需xu要yao更geng嚴yan格ge的de電dian池chi容rong差cha控kong製zhi。在zai一yi個ge新xin的de電dian池chi組zu中zhong的de各ge個ge電dian池chi如ru果guo稍shao有you小xiao的de失shi配pei,在zai經jing過guo數shu次ci充chong電dian循xun環huan後hou,將jiang能neng互hu相xiang平ping衡heng自zi行xing適shi應ying。電dian池chi之zhi間jian能neng否fou很hen好hao地di平ping衡heng適shi應ying,關guan係係到dao電dian池chi組zu是shi否fou具ju有you較jiao長chang的de使shi用yong壽shou命ming。
為何電池的匹配如此重要?這是因為一個“弱”電池含有的容量較小,它比“強”電池更快地放充電。這種放電過程的不平衡導致“弱”電池在放電經過低電壓時,電池極性會反轉。在充電時“弱”電池在被充過程中首先進入發熱過充狀態,而此時較強的電池仍能正常地接受充電並不發熱。在這兩種情況下“弱”電池處於不利的狀態,使它變得更“弱”而導致嚴重的失配。
優you質zhi電dian池chi比bi低di質zhi量liang電dian池chi的de電dian容rong量liang更geng為wei一yi致zhi也ye更geng為wei均jun衡heng。對dui高gao端duan大da功gong率lv工gong具ju應ying選xuan用yong高gao質zhi量liang電dian池chi,因yin其qi在zai大da負fu荷he和he極ji端duan的de溫wen度du環huan境jing下xia可ke有you高gao的de耐nai久jiu性xing。雖sui付fu出chu高gao成cheng本ben,然ran而er其qi回hui報bao是shi電dian池chi組zu有you更geng長chang的de壽shou命ming。
lijidianchicongshengchanxianshangxialaishiqibenzhixingnengjiupipeidehenhao。zaidianchizuneibugedangedianchixufuheyangederongchashifeichangzhongyaode。dianchizusuoyoudedianchibixuzaitongyideshijianzhineidadaochongdianmanliang,erqiezaifangdianzhongjieshidadaotongyangdemenxiandianya。dianchizuneizhidebaohudianluyingzaidianchichuxianbuzhengchangdegongzuozhuangtaishiqidaoanquanbaohuzuoyong。
短路的電池
電dian池chi生sheng產chan廠chang商shang常chang常chang無wu法fa解jie釋shi當dang電dian池chi還hai處chu於yu較jiao新xin的de狀zhuang態tai時shi,為wei何he某mou些xie電dian池chi顯xian示shi出chu高gao的de漏lou電dian率lv或huo者zhe出chu現xian電dian氣qi短duan路lu。其qi可ke疑yi的de原yuan因yin是shi電dian池chi在zai製zhi造zao過guo程cheng中zhong可ke能neng混hun入ru了le外wai來lai顆ke粒li雜za質zhi。另ling一yi種zhong是shi電dian極ji上shang的de粗cu糙cao點dian造zao成cheng對dui隔ge膜mo的de損sun傷shang。因yin此ci對dui電dian池chi應ying改gai善shan其qi製zhi造zao過guo程cheng,這zhe可ke大da大da地di減jian少shao電dian池chi的de“早期失效率”(infant mortality)。
深shen度du放fang電dian造zao成cheng電dian池chi的de極ji性xing反fan轉zhuan也ye會hui導dao致zhi電dian池chi短duan路lu。如ru果guo鎳nie基ji電dian池chi在zai大da電dian流liu放fang電dian至zhi徹che底di放fang光guang時shi,這zhe種zhong狀zhuang態tai也ye可ke能neng出chu現xian。高gao的de反fan向xiang電dian流liu可ke造zao成cheng永yong久jiu性xing的de電dian短duan路lu。另ling一yi種zhong原yuan因yin是shi由you不bu可ke控kong的de晶jing狀zhuang體ti的de形xing成cheng導dao致zhi的de隔ge膜mo損sun傷shang,這zhe就jiu是shi所suo謂wei的de記ji憶yi效xiao應ying。
采cai用yong瞬shun時shi大da電dian流liu脈mai衝chong試shi圖tu修xiu復復短duan路lu的de電dian池chi,其qi成cheng功gong率lv極ji為wei有you限xian。這zhe種zhong短duan路lu可ke能neng暫zan時shi被bei蒸zheng發fa,但dan是shi對dui隔ge膜mo材cai料liao的de損sun傷shang依yi然ran存cun在zai。這zhe種zhong修xiu復復後hou的de電dian池chi常chang表biao現xian有you高gao的de放fang電dian率lv並bing且qie短duan路lu還hai會hui再zai次ci出chu現xian。在zai一yi個ge已yi老lao化hua的de電dian池chi組zu中zhong更geng換huan某mou個ge短duan路lu電dian池chi並bing非fei可ke取qu。除chu非fei這zhe個ge新xin電dian池chi在zai電dian池chi電dian壓ya和he容rong量liang上shang與yu電dian池chi組zu中zhong的de其qi它ta電dian池chi性xing能neng一yi樣yang是shi匹pi配pei的de。
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電解液的損耗
電dian池chi雖sui然ran都dou是shi密mi封feng的de,但dan在zai其qi使shi用yong壽shou命ming期qi間jian會hui損sun失shi一yi些xie電dian解jie液ye,特te別bie是shi如ru果guo由you於yu粗cu心xin不bu適shi當dang充chong電dian產chan生sheng過guo大da的de氣qi體ti壓ya力li以yi致zhi出chu現xian氣qi體ti排pai放fang。一yi旦dan出chu現xian氣qi體ti排pai放fang,在zai鎳nie基ji電dian池chi上shang的de彈dan簧huang加jia壓ya的de排pai氣qi密mi封feng墊dian可ke能neng難nan以yi完wan好hao地di再zai封feng閉bi,從cong而er造zao成cheng密mi封feng墊dian周zhou圍wei澱dian積ji起qi白bai色se粉fen末mo,電dian解jie液ye的de損sun耗hao最zui終zhong將jiang降jiang低di電dian池chi容rong量liang。
滲透或是在氣閥調節的鉛酸電池(VRCA)zhongdianjieyedesunhaoshiyigejiuyicunzaidewenti。qiyuanyinshiguochongyijizaigaowenxiagongzuozaochengde。yongjiashuibuchongdianjieyedesunhaochengxiaoshiyouxiande,suirankeyibufendihuifudianchirongliang,dandianchidexingnengjiangbushenkekao。
如果正確地充電,鋰離子電池應不產生氣體以致出現排氣的問題。但是鋰離子電池在某些條件下也會產生內部壓力。某些電池內部配置——電路開關,當電池壓力達到某個臨界值時,該開關可切斷電流。另外有些電池則設計成一種可控的方式或打開安全隔膜以釋放氣體。
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