電動汽車充電電池性能退化的原因及彌補方法
發布時間:2011-07-28
中心議題:
- 充電電池高的自放電率
- 充電電池的匹配
- 短路的電池
- 電解液的損耗
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。
高的自放電率
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%。
鎳(nie)基(ji)電(dian)池(chi)經(jing)過(guo)數(shu)百(bai)次(ci)循(xun)環(huan)後(hou)其(qi)自(zi)放(fang)電(dian)率(lv)也(ye)增(zeng)大(da),電(dian)池(chi)的(de)極(ji)板(ban)開(kai)始(shi)膨(peng)脹(zhang)從(cong)而(er)更(geng)緊(jin)密(mi)地(di)擠(ji)壓(ya)電(dian)極(ji)之(zhi)間(jian)的(de)隔(ge)膜(mo),形(xing)成(cheng)金(jin)屬(shu)樹(shu)枝(zhi)狀(zhuang)晶(jing)體(ti),這(zhe)是(shi)結(jie)晶(jing)體(ti)生(sheng)長(chang)的(de)結(jie)果(guo)(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。
dianchizifangdiandebaifenlvkeyongdianchifenxiyijiayiceding,dancichengxuxuyaoshuxiaoshi。cedededianchineizuchangkefanyingdianchideneizushifouguogao。cicanshukeyongzukangjicelianghuoyongdianchifenxiyideoumuceshichengxu。
電池的匹配
jishicaiyonglexiandaihuadeshengchanzhizaojishu,dianchiderongliangyebukenengzhunqueyuce,youqishiduiniejidianchi。zhizaoguochengzhong,jiangmeigedianchiyiqirongliangdedaxiaojiayijiancebingfenlei。gaorongliang“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。
[page]
youzhidianchibidizhiliangdianchidedianronglianggengweiyizhiyegengweijunheng。duigaoduandagonglvgongjuyingxuanyonggaozhiliangdianchi,yinqizaidafuhehejiduandewenduhuanjingxiakeyougaodenaijiuxing。suifuchugaochengben,ranerqihuibaoshidianchizuyougengchangdeshouming。
鋰(li)基(ji)電(dian)池(chi)從(cong)生(sheng)產(chan)線(xian)上(shang)下(xia)來(lai)時(shi)其(qi)本(ben)質(zhi)性(xing)能(neng)就(jiu)匹(pi)配(pei)得(de)很(hen)好(hao)。在(zai)電(dian)池(chi)組(zu)內(nei)部(bu)各(ge)單(dan)個(ge)電(dian)池(chi)需(xu)符(fu)合(he)嚴(yan)格(ge)的(de)容(rong)差(cha)是(shi)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)的(de)。電(dian)池(chi)組(zu)所(suo)有(you)的(de)電(dian)池(chi)必(bi)須(xu)在(zai)統(tong)一(yi)的(de)時(shi)間(jian)之(zhi)內(nei)達(da)到(dao)充(chong)電(dian)滿(man)量(liang),而(er)且(qie)在(zai)放(fang)電(dian)終(zhong)結(jie)時(shi)達(da)到(dao)同(tong)樣(yang)的(de)門(men)限(xian)電(dian)壓(ya)。電(dian)池(chi)組(zu)內(nei)置(zhi)的(de)保(bao)護(hu)電(dian)路(lu)應(ying)在(zai)電(dian)池(chi)出(chu)現(xian)不(bu)正(zheng)常(chang)的(de)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)時(shi)起(qi)到(dao)安(an)全(quan)保(bao)護(hu)作(zuo)用(yong)。
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。
電解液的損耗
dianchisuirandoushimifengde,danzaiqishiyongshoumingqijianhuisunshiyixiedianjieye,tebieshiruguoyouyucuxinbushidangchongdianchanshengguodadeqitiyaliyizhichuxianqitipaifang。yidanchuxianqitipaifang,zainiejidianchishangdedanhuangjiayadepaiqimifengdiankenengnanyiwanhaodizaifengbi,congerzaochengmifengdianzhouweidianjiqibaisefenmo,dianjieyedesunhaozuizhongjiangjiangdidianchirongliang。
滲透或是在氣閥調節的鉛酸電池(VRCA)中(zhong)電(dian)解(jie)液(ye)的(de)損(sun)耗(hao)是(shi)一(yi)個(ge)久(jiu)已(yi)存(cun)在(zai)的(de)問(wen)題(ti)。其(qi)原(yuan)因(yin)是(shi)過(guo)充(chong)以(yi)及(ji)在(zai)高(gao)溫(wen)下(xia)工(gong)作(zuo)造(zao)成(cheng)的(de)。用(yong)加(jia)水(shui)補(bu)充(chong)電(dian)解(jie)液(ye)的(de)損(sun)耗(hao)成(cheng)效(xiao)是(shi)有(you)限(xian)的(de),雖(sui)然(ran)可(ke)以(yi)部(bu)分(fen)地(di)恢(hui)覆(fu)電(dian)池(chi)容(rong)量(liang),但(dan)電(dian)池(chi)的(de)性(xing)能(neng)將(jiang)不(bu)甚(shen)可(ke)靠(kao)。
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。
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
- 邊緣AI的發展為更智能、更可持續的技術鋪平道路
- IAR作為Qt Group獨立BU攜兩項重磅汽車電子應用開發方案首秀北京車展
- 安森美:用全光譜“智慧之眼”定義下一代工業機器人
- 貿澤EIT係列新一期,探索AI如何重塑日常科技與用戶體驗
- 算力爆發遇上電源革新,大聯大世平集團攜手晶豐明源線上研討會解鎖應用落地
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall






