電動車蓄電池

電動車蓄電池一般指電動腳踏車使用的蓄電池，其作用是為電動車提供電源。目前，使用量最大的是閥控密封式鉛酸蓄電池，因為鉛酸蓄電池成本低，性價比高。其他還有鎳氫電池、鎳鎘電池、鋰離子電池、聚合物鋰電池等種類。

基本介紹

• 中文名：電動車蓄電池
• 功  能：為電動車提供電源
• 種  類：鉛酸蓄電池、鎳氫電池等
• 電  壓：12V

種類

能夠被電動腳踏車採用的有以下四種動力蓄電池，即閥控鉛酸免維護蓄電池、膠體鉛酸蓄電池、鎳氫蓄電池和鋰離子電池。

鉛酸蓄電池

已商品化的電動腳踏車的絕大多數是使用的密封式鉛酸蓄電池，使用中不需要經常補充水分，免維護。

其主要化學反應是：PbO2+2H2SO4+Pb←充電、放電→ PhSO4+2H2O+PhSO4

鉛酸蓄電池充電時變成硫酸鉛的陰陽兩極的海綿狀鉛把固定在其中的硫酸成分釋放到電解液中，分別變成海綿狀鉛和氧化鉛，電解液中的硫酸濃度不斷變大；反之放電時陽極中的氧化鉛和陰極板上的海綿狀鉛與電解液中的硫酸發生反應變成硫酸鉛，而電解液中的硫酸濃度不斷降低。當鉛酸蓄電池充電不足時，陰陽兩極板的硫酸鉛不能完全轉化變成海綿狀鉛和氧化鉛，如果長期充電不足，則會造成硫酸鉛結晶，使極板硫化，電池品質變劣；反之如果電池過度充電，陽極產生的氧氣量大於陰極的吸附能力，使得蓄電池內壓增大，導致氣體外溢，電解液減少，還可能導致活性物質軟化或脫落，電池壽命大大縮短。

膠體蓄電池

是對液態電解質的普通鉛酸蓄電池的改進。它採用凝膠狀電解質，內部無游離的液體存在, 在同等體積下電解質容量大，熱容量大，熱消散能力強，能避免一般蓄電池易產生的熱失控現象；電解質濃度低，對極板腐蝕弱；濃度均勻，不存在酸分層的現象。

鎳氫蓄電池

鎳氫蓄電池是九十年代湧現出的電池家族中新秀，發展迅猛。Ni-MH電池的電極反應為：

正極：Ni(OH)2+OH-= NiOOH+H20 +e-

負極：M+H2O+e=MHab+OH-Ni(OH)2+M=NiOOH+MHab

它和鎳鎘蓄電池同屬鹼性蓄電池，只是以吸藏氫氣的合金材料（mh）取代鎳鎘蓄電池中的負極材料鎘cd、電動勢仍為1.32v。它具備鎳鎘蓄電池的所有優異特性，而且能量密度還高於鎳鎘蓄電池。主要優點是：比能量高（一次充電可行使的距離長）；比功率高，在大電流工作時也能平穩放電（加速爬坡能力好）；低溫放電性能好；循環壽命長；安全可靠，免維護；無記憶效應；對環境不存在任何污染問題，可再生利用，符合持續發展的理念。但是，Ni-MH蓄電池成本太高，價格昂貴。

鋰離子電池

鋰離子電池是1990年由日本索尼公司首先推向市場的新型高能蓄電池。其優點是比能量高，是當前比能量最高的蓄電池。已經在攜帶型信息產品中獲得推廣套用。

鋰離子電池被普遍認為具有如下的優點：比能量大；比功率高；自放電小； 無記憶效應；循環特性好；可快速放電，且效率高；工作溫度範圍寬；無環境污染等，因此有望進入21世紀最好的動力電源行列。預計在2006～2012 年期間，當鋰離子電池進一步發展時，MH/Ni蓄電池的市場份額將縮小。鋰離子市場份額將會擴大。已經有採用鋰離子蓄電池的電動腳踏車產品出售。

常見故障

電池漏液

1）故障現象

上蓋與底槽之間密封不好或因碰撞，使封口膠開裂造成漏液。帽閥滲酸漏液。接線端處滲酸漏液。其他部位出現滲酸漏液。

2）故障的檢查和處理

先做外觀檢查，找出滲酸漏夜部位。取開蓋片看帽閥周圍有無滲酸漏夜痕跡，再打開帽閥觀察電池內部有無流動的電解液。完成了上述工作之後，若仍未發現異常，應做氣密性測試（放入水中充氣加壓，觀察電池有無氣泡產生並冒出，有氣泡則說明有滲酸漏液）。最後在充電過程中，觀察有無流動的電解液產生，在充電過程中如有流動的電解液應將其抽盡。

電池變形

1）故障原因：

蓄電池變形不是突發的，往往是有一個過程的。蓄電池在充電到容量的80%左右進入高電壓充電區。這時，在正極先析出氧氣，氧氣通過隔板中的孔，到達負極。在負極板上進行氧復活反應：

2Pb+O2=2PbO+熱量

PbO+H2SO4=PbSO4+H2O+熱量

反應時產生熱量，當充電容量達到90%時，氧氣發生速度增大，負極開始產生氫氣。大量氣體的增加是蓄電池內壓超過開閥壓，安全閥打開，氣體逸出，最終表現為失水。

2H2O=H2é+O2é

隨著蓄電池循環次數的增加，水分逐漸減少，結果蓄電池出現如下情況：

（1） 氧氣“通道”變得暢通，正極產生的氧氣很容易通過“通道”到達負極。

（2） 熱容減小，在蓄電池中熱容最大的是水。水損失後，蓄電池熱容大大減小，產生的熱量使蓄電池溫度升高很快。

（3） 由於失水後蓄電池中超細玻璃纖維隔板發生收縮現象，使之與正負板的附著力變差，內阻變大，充放電過程 發熱量增大。經過上述過程，蓄電池內部產生的熱量只能經過電池槽散熱。如散熱量小於發熱量即出現溫度上升，使蓄電池吸氣過電位降低，吸氣量增大，正極大量的氧氣通過“通道”，在負表面反應，發出大量的熱量使溫度快速上升。形成惡性循環導致“熱失控”，發生變形。

2）故障的檢查和處理

一組電池（3隻）同時變形，先作電壓檢查。如果電壓基本正常。還應測量單格電壓判斷是否短路，無短路則說明變形是過充電產生“熱失控”所致。應著重檢查充電器的充電參數。電壓偏高（44.7V以上的）無過充保護或涓流轉換電流偏低的，要求更換充電器。

一組電池（3隻）中只有1隻或2隻變形，有以下故障的可能性：

（1）是電池容量不一致，充電時造成某些電池過充電引起變形。容量不一致的原因，可能有短路單格存在，也可能用戶將電池試驗放電或自放電等。

（2）是某些電池出現極板不可逆硫酸鹽化，內阻增大，充電發熱變形。

（3）是某些電池連線時反接造成充電發熱變形。對未變形的電池檢查放電容量以及自放電性能，若無異常則不屬電池問題。

3）解決措施

·保證不漏液的前提下儘可能多加液，以延長或避免“熱失控”的產生。

·避免產生內部短路或微短路，及帶有微短路傾向。

·使用過程中應防止過放電的發生，做到足電存放。

·嚴格檢查充電器，不得有嚴重過充現象。

·在高溫下充電，必須保證蓄電池散熱良好。應採取降溫措施或減短充電時間的方法，否則應停止充電。

電壓降快

1）故障現象

新電池裝車、起動時電壓降得快。

2）檢查處理

檢查儀表顯示電壓與電池容量是否相符。

儀表顯示的電壓與電池容量關係不符合上表時，應要求廠家調整。

檢查蓄電池連線線是否可靠，有無短路和連線不可靠等。有則排除之。

檢查電動車起動和運行電流是否過大，若是過大（起動電流在15A以上，運行時的電流6A以上）應調整控制器限流值或對電機進行檢查修理。

檢查蓄電池容量是否偏低，若是偏低，應對電池進行充放電。

硫酸鹽化

1）故障現象

極板硫酸鹽化是蓄電池常見的故障，許多蓄電池失效也是因這一故障而發生的。極板硫酸鹽化主要表現為：充電時電壓很快上升，過早析出氣體，溫度上升快；放電時電壓下降快，容量小。

2）檢查處理

產生極板不可逆硫酸鹽化原因歸結如下：

（1）存放時間過長，自放電率高，未對其進行維護充電。

（2）放電後未對其進行及時充電。

（3）長時間處於欠充電狀態。

（4）過放電。

（5）乾涸或加入的電解液濃度過高。

蓄電池產生不可逆硫酸鹽化時，應根據其程度的輕重進行修復。

鹽化較輕者，對其進行一般的活化充電（即均衡充電），就可以恢復正常。具體方法如下：

恆壓限流充電：第一階段0.18C2A充電到2.7V/單格充電12-24小時。

恆流電第一階段：0.18C2A充電到2.4V/單格，第二階段：0.05C2A充電5-12小時。

鹽化較重者，需要對其進行“水療法”充放電，才能恢復正常。具體方法為：先對蓄電池補加入純水或密度為1.05g/cm3稀硫酸到富液狀態，再以0.05-0.018C2A的電流充電20小時左右，抽盡流動液，再作容量試驗。反覆上述操作，直到電池容量恢復。

蓄電池維護

合格的電動車蓄電池經蓄電池廠家出廠後，電池的壽命和性能在某種程度上取決於消費者的使用和維護。

充電器和電池的匹配

電動車蓄電池是被充壞的，而不是用壞的，可見充電器和蓄電池匹配的重要性，這裡有兩種情況：一是新充電器本身和蓄電池廠家提供的參數不匹配，充電電壓過高，電池失水加劇，壽命縮短，更為嚴重的是充電電流降不到設定的轉換電流值，電池溫升、充電電流進一步增大，溫升厲害，產生熱失控，電池膨脹變形，反之充電電壓過低，電池長期處於欠充狀態，一部分PbSO4始終得不到轉換，產生硫酸鹽化，電池容量下降，電動助力車續行里程縮短。二是充電器本身的元器件質量差，剛開始使用時，還算匹配，隨著消費者充、放電循環使用。充電器本身由於溫升，元器件老化，致使充電電壓和轉換電流產生漂移，電池受到損壞。這裡建議消費者和電動車廠家最好購買蓄電池廠家配套的充電器，不要因為貪一時的便宜而充壞了電池，反而得不償失。

經常、及時補充電

消費者使用說明書所標稱的循環使用壽命通常有一種誤解，認為充一次電，電池的壽命就減少一次，所以每次都等電池的電能消耗至控制器的保護電壓31.5V才開始補充電，殊不知這樣不僅保護不了電池，而且縮短了電池壽命。因為正極活性物質PbO2本身的相互結合不牢，而PbO2和PbSO4的摩爾體積有很大差異，放電深度越淺，收縮、膨脹的程度就越低。所以提醒廣大消費者，在可能的情況下，應及時給電池補充電。

嚴禁指示燈顯示欠壓情況下繼續騎行

有些消費者騎行在半路上，指示燈顯示欠壓的狀況後，採取歇一會再騎行一段的方式，這樣對電池的危害很大，嚴重的過放電會使電池鹽化或生成鉛枝晶，使電池短路，影響壽命。

電動車剛起動、爬坡、超載應儘量助力，雨天騎行，應儘量避免開關和接頭淋濕，防止漏電。