电动助力车用铅酸蓄电池知识讲座.pdf

logo 电动助力车用铅酸蓄电动助力车用铅酸蓄 电池知识讲座电池知识讲座 20122012年年9 9月月1515日日 电动助力车电池基础知识讲座电动助力车电池基础知识讲座 蓄电池概述 阀控式蓄电池的结构及原理 阀控式铅酸蓄电池的特点 电动车电池的制造技术及工艺 电动助力车用铅酸蓄电池的使用与维护 电池概述电池概述-什么是电池什么是电池 电池（battery）指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或 其他容器或复合容器的部分空间。随着科技的进步，电池泛指能产生 电能的小型装置。 3 一次电池：不可充电，如锌锰、碱性、锂电池，产品有干电池、纽扣式电池 二次电池：可充电，如铅酸、镍氢、锂离子电池 蓄电池蓄电池概述概述-什么是蓄电池什么是蓄电池 蓄电池蓄电池： 能将所获得的电能以化学能的形式贮存并将 化学能转为电能的一种电化学装置。 也叫二 次电池。常用的蓄电池有铅酸、镉镍、镍氢 和锂离子电池等 今天我们重点讲解铅酸蓄电池今天我们重点讲解铅酸蓄电池 日常生活中所用到的蓄电池大致分四种： 1.一次性干电池（碱性锌锰电池） 2.二次性干电池（可充电镍氢电池） 3.锂电池 4.铅酸蓄电池 铅酸蓄电池的定义铅酸蓄电池的定义 铅酸蓄电池的定义铅酸蓄电池的定义 铅酸蓄电池是铅酸蓄电池是蓄电池的一种，主要特点是采蓄电池的一种，主要特点是采 用稀硫酸做电解液，用二氧化铅和绒状铅分用稀硫酸做电解液，用二氧化铅和绒状铅分 别做为电池的正极和负极的一种别做为电池的正极和负极的一种酸性蓄电池酸性蓄电池 8 1859年 法国plante 发明铅酸蓄电池 agm隔离板 美国gate公司 1971年 1995年 电动自行车电池 卢森堡第一座铅蓄厂 双极硫酸盐化理论 1882年 1957年 德国阳光公司 胶体技术 1890年 管式极板 铅钙合金 1935年 铅酸蓄电池铅酸蓄电池的历史的历史 铅酸蓄电池的分类铅酸蓄电池的分类 蓄电池分类蓄电池分类 按蓄电池极板结构分类： 有形成式、涂膏式和管式蓄电池。 按蓄电池盖和结构分类： 有开口式、排气式、防酸隔爆式和密封阀控式蓄电池。 按蓄电池维护方式分类： 有普通式、少维护式、免维护式蓄电池。 11 铅酸蓄电池的应用领域铅酸蓄电池的应用领域 12 铅酸蓄电池的应用领域铅酸蓄电池的应用领域 按我国有关标准规定主要蓄电池系列产品有： 1. 起动型蓄电池（q）：主要用于汽车、拖拉机、柴油机船舶等起动和照明 2. 固定型防酸式蓄电池（gf）：主要用于通讯、发电厂、计算机系统作为保护 、自动控制的备用电源。 3. 牵引型蓄电池（d）：主要用于各种蓄电池车、叉车、铲车等动力电源。 4. 铁路客车用蓄电池（t）：主要用于铁路客车照明和车上电器设备 5. 内燃机车用蓄电池（n）：主要供内燃机车启动和照明用。 6. 摩托车蓄电池（m）：主要用于各种规格摩托车起动和照明。 7. 电动助力车用蓄电池(dz)：主要用做各种电动自行车的动力源。 8. 航空用电池（hk）：用于飞机启动、照明、通信。 9. 潜艇用电池（jc）：用于潜艇水下航行的动力、照明、电器设备。 10.坦克用电池（tk）：用于坦克的启动、用电设备、照明。 11.矿灯用电池（k）：供井下矿工安全帽上的矿灯照明。 12.航标用电池（b）：航道夜间航标照明。 13.储能用电池（cn）：大小容量不一，放电率多样，风力、太阳能等发电电能 储存等。 铅酸蓄电池的用途铅酸蓄电池的用途 铅酸蓄电池的用途铅酸蓄电池的用途 铅酸蓄电池经过150余年的发展与完善以其成 本低、电压高、原材料丰富、制造工艺简单等综合 优势，在二次电池获得了最广泛的应用,随着工业的 发展和人民生活水平的提高，其应用范围正在逐步 扩大，蓄电池将越来越多地进入我们的生活。 铅酸蓄电池的铅酸蓄电池的用途用途 起动型蓄电池：主要用于汽车、拖拉机、柴油 机船舶等起动和照明。 铅酸蓄电池的铅酸蓄电池的用途用途 固定型蓄电池：主要用于通讯、发电厂、计算机系 统作为备用电源。 医疗设备备用电源 铅酸蓄电池的铅酸蓄电池的用途用途 牵引型蓄电池：主要用于各种蓄电池车、叉车、 铲车等动力电源。 铅酸蓄电池的铅酸蓄电池的用途用途 铁路用蓄电池：主要用于铁路客车照明和车上电 器设备 铅酸蓄电池的铅酸蓄电池的用途用途 内燃机车蓄电池：主要供内燃机车启动和照明用 铅酸蓄电池的铅酸蓄电池的用途用途 摩托车蓄电池：主要用于各种规格摩托车起动和照明 铅酸蓄电池的铅酸蓄电池的用途用途 电动助力车用蓄电池：主要用做各种电动自行车电动助力车用蓄电池：主要用做各种电动自行车 的动力源的动力源 铅酸蓄电池的用途：铅酸蓄电池的用途： 航空用蓄电池：主要用于启动、移动备用电源、 设备检修、充电等 铅酸蓄电池的铅酸蓄电池的用途用途 潜艇用潜艇用蓄电池蓄电池：用于潜艇水下航行的动力、照明、 电器设备 铅酸蓄电池的铅酸蓄电池的用途用途 坦克用坦克用蓄电池蓄电池：用于坦克的启动、用电设备、照明 铅酸蓄电池的铅酸蓄电池的用途用途 煤矿煤矿用蓄电池：主要用于电力机车牵引动力用蓄电池：主要用于电力机车牵引动力电源电源 及及供井下矿工安全帽上的矿灯供井下矿工安全帽上的矿灯 照明 铅酸蓄电池的铅酸蓄电池的用途用途 航标用蓄电池：航标用蓄电池：航道夜间航标照明 铅酸蓄电池的铅酸蓄电池的用途用途 储能储能用蓄电池：主要用于风力、水力、太阳能发电用蓄电池：主要用于风力、水力、太阳能发电 电能储存。电能储存。 28 什么是阀控式密封铅酸蓄电池？什么是阀控式密封铅酸蓄电池？ 阀控式铅酸蓄电池，是最广泛使用的一种铅酸蓄电池，主 要特点是： 电解质吸附于电解质吸附于agmagm隔板中或者变成胶体状态，内部无游离酸隔板中或者变成胶体状态，内部无游离酸 每个单体有一个安全阀，大部分时间处于密封状态，内压过大时每个单体有一个安全阀，大部分时间处于密封状态，内压过大时 开阀排气降压开阀排气降压 目前主要有agm技术和gel技术两种 29 什么是阀控式密封铅酸蓄电池？什么是阀控式密封铅酸蓄电池？ 它诞生于20世纪70年代，到1975年时，在一些发达国家 已经形成了相当的生产规模，很快就形成了产业化并大 量投放市场。 通过安全阀排出内部生成多余气体的铅酸通过安全阀排出内部生成多余气体的铅酸 蓄电池叫做阀控式铅酸蓄电池蓄电池叫做阀控式铅酸蓄电池 30 阀阀控式铅酸蓄电池定义：控式铅酸蓄电池定义： 31 铅酸蓄电池结构示意图 阀控式铅酸蓄电池的结构阀控式铅酸蓄电池的结构 32 电池结构组成电池结构组成 正正极极板板和和负负极极板板 正极板和负极板都是由铅钙合金板栅和活性物质组成。 隔隔板板 隔板由超细玻璃纤维棉組成，主要是吸附电解液，隔离正极板和负极板。 安全安全阀阀 当电池由于过充电内压超过安全阀设定的压力的时候，安全阀会打开释 放压力。当內部压力恢复正常的时候，安全阀关闭，防止外面的气体进 入电池內部。 电电槽和中槽和中盖盖 电槽和中盖一由abs 材料组成，具有很高的強度和耐酸性。电槽和中盖 被密封起来，防止电解液和气体泄露。 电电解液解液 主要由稀硫酸、二氧化硅、纯水等組成，电池中电化学反应和离子的传 导媒介。 板栅：占蓄电池总质量的20%30%，主要作 用是： 活性物质的载体：铅膏靠板栅支撑和分布。 集流体：担负着电流的传导、集散作用并使电流分 布均匀 性能要求：导电性好，耐腐蚀，与活性物 质结合性好，足够的强度 33 阀控式铅酸蓄电池阀控式铅酸蓄电池的构成的构成 目前最广泛使用的pb-sb系列和pb-ca系列合金： pb-sb合金循环性能好，但易失水，正极板栅腐蚀快 pb-ca合金浮充性能好，板氢电位高因此失水率低，导电性能好，但易出现 pb-ca-sn-al合金：铅钙系合金的代表，目前使用最广泛 正极：由网格状金属板栅上涂覆正极铅膏 组成，铅膏是正极活性物质，主要成分是 氧化铅加导电类添加剂。化成后得到棕褐 色的pbo2 正极板一般较厚，以应对活性物质的泥化 脱落，而且一个极群组内比负极板少一片 常温低率放电时，电池容量受限于正极 34 阀控式铅酸蓄电池阀控式铅酸蓄电池的构成的构成 二氧化铅有-pbo2和-pbo2两种晶体： -pbo2是斜方晶系，晶粒较大，可以形成网络或骨骼，使正极活性物质 的结构完整从而有较长的寿命 -pbo2是正方晶系，晶粒较小因此有更大的比表面积，放电时给出的容 量是-pbo2的1.53倍 负极：由负极板栅及涂覆负极配方铅膏而 成，负极活性物质主要是氧化铅加导电类 及膨胀剂组成，化成结束后得到海绵状的 金属铅（pb） 低温(-15)、高率(1hr)放电时，电池容量 受限于负极，原因是极板放电后表面生成 的硫酸铅将电解液与活性物质隔离 35 阀控式铅酸蓄电池阀控式铅酸蓄电池的构成的构成 负极添加剂主要包括膨胀剂、阻氧剂： 膨胀剂：防止在循环过程中负极活性物质表面积收缩，同时起去钝化作 用，常用的无机膨胀剂是硫酸钡、乙炔黑等，有机膨胀剂腐殖酸、木质 素等 阻化剂：阻滞铅电池在制造过程中的氧化 负极的不可逆硫酸盐化是电池提前失效的重要原因之一 隔板： 隔板的主要作用隔板的主要作用是吸附稀硫酸防是吸附稀硫酸防 止止正、负极短路，又称为隔膜。正、负极短路，又称为隔膜。 对隔板的要求：较小的电阻，对隔板的要求：较小的电阻， 孔径要小，孔率孔径要小，孔率要高，要高，另外还要另外还要 求机械性能好，耐酸腐蚀，耐氧求机械性能好，耐酸腐蚀，耐氧 化。化。 常见的隔板：橡胶隔板，常见的隔板：橡胶隔板，pe （聚乙烯）袋式隔板（聚乙烯）袋式隔板(主要用在汽主要用在汽 车电池上车电池上)，pp（聚丙烯）隔板，（聚丙烯）隔板， 超细玻璃纤维超细玻璃纤维隔板隔板 (agm隔板隔板,主主 要用在贫液式电池中要用在贫液式电池中)等。等。 36 阀控式铅酸蓄电池阀控式铅酸蓄电池的构成的构成 电池槽、盖 电池槽是电池的容器，电池槽是电池的容器， 亦称为外壳。亦称为外壳。 电池槽材料电池槽材料必须耐必须耐 酸液腐蚀酸液腐蚀，而且具有，而且具有 一定的机械强度，耐一定的机械强度，耐 高、低温，无有害杂高、低温，无有害杂 质析出，绝缘性好。质析出，绝缘性好。 常见的壳体材料：常见的壳体材料： pp，abs，橡胶等。，橡胶等。 37 阀控式铅酸蓄电池阀控式铅酸蓄电池的构成的构成 连接件： 采用铅锡合金预先浇铸成 零件或一次铸焊成型 38 阀控式铅酸蓄电池阀控式铅酸蓄电池的构成的构成 密封胶： 39 阀控式铅酸蓄电池阀控式铅酸蓄电池的构成的构成 使用ab组分环氧树脂胶，将上盖和槽体黏结密封起来 端子：用来连接外部用电用来连接外部用电设备的设备的 连接件连接件 40 阀控式铅酸蓄电池阀控式铅酸蓄电池的构成的构成 安全阀安全阀 负极自放电生成气体，充电至80%后电解水也生成气体： 安全阀的作用：开阀降压防止膨胀，隔绝空气减缓自放电 开阀压力1049kpa，闭阀压力110kpa 有柱型和帽型两种 41 h2oh2+o2 阀控式铅酸蓄电池的构成阀控式铅酸蓄电池的构成 电解液： 又称电解质，铅酸蓄电池电解液又称电解质，铅酸蓄电池电解液为一为一 定比例的纯水和硫酸配制而成，定比例的纯水和硫酸配制而成，不仅提供电池不仅提供电池 内部离子导电，而且参加电池反应。内部离子导电，而且参加电池反应。 42 阀控式铅酸蓄电池阀控式铅酸蓄电池的构成的构成 普通铅酸阀孔式蓄电池：普通铅酸阀孔式蓄电池： 由于重力效应的原因，电池经长期放置或恒压充电状态下，电池内部将 出现电解液分层现象，造成浓差极化，从而导致活性物质的不均匀化学 反应及板栅的不均匀腐蚀，加剧自放电，继而引起容量早期衰退和循环 寿命锐减。 阀控式胶体蓄电池：阀控式胶体蓄电池： 由于胶体电解质优越的凝胶性能，同比情况下胶体电解质的加液量比稀 硫酸电解质增加10%以上。特殊的三维网络结构使电池内部酸液不分层。 什么是重力效应？什么是重力效应？ 也叫分层效应，指蓄电池在充放电期间不同高度的电解液浓度的 改变 在富液电池中，酸的分层会引起严重后果，但vrla中电解液的 固定很大程度的降低了分层效应 循环使用时，如果电解液得不到混合，酸的分层会使电流分布不 均衡，特别是体型较高的电池 43 两类阀控式铅酸蓄电池的对比两类阀控式铅酸蓄电池的对比 44 铅酸电池的相关定义铅酸电池的相关定义 充电方式： 固定型和备用电源分均充和浮充，也可定期恒流补充电。 恒流充电：电流恒定不变，电压不予限制。通常都加有时间限制。 恒压限流充电：设定特定的电压值及最大允许电流，当电压上升到设定值时， 电流逐渐减小。 温度不同时，电压应做相应的调整，叫做温度补偿 放电深度 是指放出电量占电池额定容量的百分比(depth of discharge, dod)； 不同放电深度下，电池的循环寿命差异较大，放电深度越深，寿命越短 温度补偿系数 环境温度变化1时充电电压的改变值叫温补系数，通常为-24mv/ 该值为负表示温度升高时充电电压降低 温度补偿范围一般为050 45 铅酸电池的相关定义铅酸电池的相关定义 充电方式：充电方式： 固定型和备用电源分均充和浮充，也可定期恒流 补充电。 恒流充电：电流恒定不变，电压不予限制。通常 都加有时间限制。 恒压限流充电：设定特定的电压值及最大允许电 流，当电压上升到设定值时，电流逐渐减小。 46 铅酸电池的相关定义铅酸电池的相关定义 放电深度 是指放出电量占电池额定容量的百分比(depth of discharge, dod)； 不同放电深度下，电池的循环寿命差异较大， 放电深度越深，寿命越短 47 铅酸电池的相关定义铅酸电池的相关定义 温度补偿系数 环境温度变化1时充电电压的改变值叫温补 系数，通常为-24mv/ 该值为负表示温度升高时充电电压降低 温度补偿范围一般为050 48 铅酸电池的相关定义铅酸电池的相关定义 循环使用 电池频繁的进行放电和充 电，如电动自行车 主要受放电深度的影响， 跟充电方式也有关 普通电池的100%dod放 电寿命为300500次 49 浮充使用 长期进行在浮充状态，偶 尔进行放电，如ups 主要受环境温度影响，跟 浮充关系密切 根据定位不同，寿命从5年 到20年不等 铅酸电池的相关铅酸电池的相关定义定义 铅酸蓄电池的使用寿命铅酸蓄电池的使用寿命 50 铅酸蓄电池的工作原理铅酸蓄电池的工作原理 双极硫酸盐化理论：简称双硫化理论，该理论认为电池在 放电时正、负极都生成硫酸铅： 充电时反应逆向 51 正极： pbo2+3h+hso4+2e pbso4+2h2o 负极：pb+hso4 pbso4+h+2e 总反应：pb+pbo2+2h+2hso4 2pbso4+2h2o 铅酸蓄电池的工作原理铅酸蓄电池的工作原理 副反应：主要包括充电时负极的析氢反应、正极的析氧反 应以及析栅的腐蚀 52 负极的析氢反应： 2h+2e h2 过充电时析氢速率加快 采用铅钙合金以提高析氢过电位 正极的析氧反应：2h2o4h+o2+4e 贫液设计，隔离板预留通道，氧气扩散到负极进行复合 目前的氧气复合效率为93%99% 板栅的腐蚀反应：pb+2h2opb(oh)2+h2 采用铅合金 板栅的腐蚀是电池浮充使用寿命终止的重要原因之一 铅酸蓄电池的工作原理铅酸蓄电池的工作原理 充电时部分电量用于电解水；充电容量到80%后，该反应加剧 氧的复合反应：正极生成的氧气通过agm隔板的孔隙扩散到负 极，与铅反应生成氧化铅，氧化铅和硫酸反应生成硫酸铅和水， 硫酸铅经充电变成负极活性物质铅，水则进入电解液： 关键工艺： 高孔隙率的agm隔板：孔隙率93%以上 定量加酸：agm隔板吸酸后仍有10%左右的孔隙率 过量的负极活性物质：比正极的容量多10%20% 极群的紧装配、高纯度的铅钙合金、稳定可靠的安全阀等 53 铅酸蓄电池的工作原理： 阀阀控式铅酸蓄电池的关键技术控式铅酸蓄电池的关键技术氧的复合反应氧的复合反应 54 铅酸蓄电池的优势铅酸蓄电池的优势 价格低：得益于所有成分都是常用化学物质 负载大：可以大电流充电和放电 耐用：耐过充电和过放电 温度要求低：工作温度范围广，-40+65 安全可靠：是目前最可靠的二次电源 型号全：从数安时到数千安时，从数百克到数百千克 铅矿资源丰富，并可循环使用。 55 铅酸蓄电池的优势铅酸蓄电池的优势 56 铅酸蓄电池的缺点铅酸蓄电池的缺点 笨重：12v100ah电池重量约35千克，相同规格的锂离子 电池不足10千克 循环寿命短：100%dod循环寿命通常只有几百次 高温性能差：温度升高10，浮充寿命减半 硫化：即失效，放电状态存储导导致硫化 污染：铅和硫酸都是高污染物质，vrla含60%的铅和 10%的硫酸 57 铅酸蓄电池的缺点铅酸蓄电池的缺点 58 胶体电池技术的特点胶体电池技术的特点 59 胶体电池技术的特点胶体电池技术的特点 胶体电池作为铅酸蓄电池行业的新技术， 在很多方面弥补了agm电池的缺陷与不足 ，对于未来的铅酸蓄电池市场有着举足轻 重的作用。（现将gel和agm两种技术进 行比较） 60 胶体电池技术的特点胶体电池技术的特点 胶体电池（胶体电池（gel）与普通阀控（）与普通阀控（agm）电池技术相比较的优点）电池技术相比较的优点 1)由于胶体本身有固定作用，使得胶体电池内部几乎消除了电解液的分层现 象延长极板的工作寿命。 2) 可任意方向放置，耐摇摆及震动，补水周期较长，电池充电时酸雾少保护 了环境，万一破损仍可短时间工作等。 3）采用富液设计，有效地防止了电解液干涸现象的发生，缓解电解液的早期 干涸：阀控agm电池水分损失10，容量即下降20，如改用gel胶体载液 量可增加1520，这是非常可贵的 4）深放电性能好，深放电后恢复充电性能也好，循环寿命预计比普通阀控电 池延长一倍， 5）在较高的环境温度下，管式胶体电池有比agm电池更长的使用寿命（一 般能达到10-15年）。 如上所述，gel电池相对于agm电池来说具有良好的可靠性、寿命长、自放 电小、深循环性能好等特点。因此在电动动力及通信行业中，使用胶体电池 具有显著的优势。近年来行业内对gel技术有逐渐重视的趋势，国内外普遍 认为使用胶体技术的阀控电池将是未来电源发展的必然趋势 电动助力车用电池的制造工艺电动助力车用电池的制造工艺 电动助力车用电池的制造工艺电动助力车用电池的制造工艺 电动车电池制造流程简图： 焊端子 端子封胶 配 酸 配组 铅粉制造 板栅铸造 制水、配酸 固化、干燥 分板修板 称片配组 包 片 焊 接 封盖 焊过桥 极群入槽 铅膏制造 加 酸 充 电 涂板 包装 电池是如何生产出来电池是如何生产出来的的 铅粉制作铅粉制作 lead block（铅块） pure lead ingot（电解铅）（电解铅） 铅 粉 制 作 电池是如何生产出来电池是如何生产出来的的 球磨制粉球磨制粉 将一号电解铅，通过全自 动铅粉机，完成自动铸条、 切块、定时定量送料、研 磨、出粉、封闭输送、进 仓储存的过程，加工成符 合技术要求的pbo（氧化 铅）。 电池是如何生产出来的电池是如何生产出来的 板栅铸造板栅铸造 板栅铸造过程： 将正负极板栅所用的工作铅合金， 分别投入自动铸板机合金锅中融 化、保温、通过封闭自动定量输 送、注模、成型、脱模、自动裁 切等连续重复动作，完成蓄电池 用板栅有规律的生产过程。 合膏合膏 66 电池是如何生产出来的电池是如何生产出来的 mixer equipment（合膏机）（合膏机） 通过全自动铅膏制造机组，将铅膏合制所需要的铅粉、稀硫酸、去离子水、 各种添加剂等经过自动称量，封闭输送加入和膏机内，进行密封，按照设定 的程序，以规定的先后顺序完成充分混合的过程 电池是如何生产出来电池是如何生产出来的的 机器涂板机器涂板 paste equipment （涂板机）（涂板机） （负极铅膏）（负极铅膏） （正极铅膏）（正极铅膏） 将合制完成的铅膏按规定的涂板重量， 均匀涂覆在合格的板栅上 电池是如何生产出来电池是如何生产出来的的 生极板固化生极板固化 是将填涂好的极板，送入由全自动程序控制温度、湿度和时间的专用房间（固化、干 燥室）中，按照工艺要求在一定的湿度、温度条件下，通过控制个阶段的时间对极板 完成物理和化学变化的过程，使经过固化干燥后的极板满足生产和技术的要求，此过 程对极板的强度、活性物质的寿命、电池的放电初始容量会产生较大的影响。 电池是如何生产出来电池是如何生产出来的的 分刷片分刷片 将固化干燥结束后的连片生极板，通过锯片式分板机裁成小片，然后再将小片极 耳、极板的四周锯片后残留的毛刺和干铅膏用钢丝轮打磨干净的过程。 电池是如何生产出来电池是如何生产出来的的 包包 片片 将称重分类后的极板组用将称重分类后的极板组用agm隔板并联组合成单体电池隔板并联组合成单体电池 电池是如何生产出来电池是如何生产出来的的 极群铸焊极群铸焊 电池采用铸焊工艺电池采用铸焊工艺 电池是如何生产出来电池是如何生产出来的的 胶胶 封封 将配制好的槽盖密封胶滴加到倒置的 蓄电池槽盖的密封槽中，然后把过桥 焊接后的蓄电池倒扣入其中，并将残 余的槽盖密封胶擦拭干净，将其放入 固化干燥窑进行固化。 电池是如何生产出来电池是如何生产出来的的 端子焊接端子焊接 用焊锡丝将端子焊接牢固 电池是如何生产出来电池是如何生产出来的的 真空加酸（胶）真空加酸（胶） 真空定量加酸将配制好的稀硫酸抽入灌酸机储酸箱中， 通过微电脑设定程序，自动定量给蓄电池真空注酸（胶） 电池是如何生产出来电池是如何生产出来的的 电池化成电池化成 内化成技术，全电脑操作 电池是如何生产出来电池是如何生产出来的的 电池抽酸电池抽酸 采用真空负压将电池内多余的游离酸抽出 电池是如何生产出来电池是如何生产出来的的 电池清洗电池清洗 采用自动清洗机将电池表面清洗干净 电池是如何生产出来电池是如何生产出来的的 配组配组 同一组蓄电池静止电压差： 1. 2只或（3只）一组电压差0.03v 2. 4只一组电压差0.04v 3. 同一组蓄电池放电终止电压要求： 电池配组要求： 放电终止电压(v) 电压差(v) 11.20以上 再次循环后配组 11.2010.90 0.08 10.9510.80 0.15 10.9010.65 0.20 10.8010.50 0.30 10.6510.20 0.40 10.5010.00 0.50 10.009.000 补酸后再次循环配组 9.0以下 报废处理 产品的储存和运输产品的储存和运输 储存储存运输运输 产品应贮存在干燥、清洁及通风良好的仓库内，避免 阳光直射，离热源（暖气设备等）不得少于2m。 运输过程中，产品不得受到剧烈冲击和雨淋，严防摔 掷翻滚。 电池组的安装及使用电池组的安装及使用 正负极连接正确，焊接牢靠、连接线要用2.5mm2的线，防止熔断起火。上螺 丝的端子要拧紧，防止松动。电池间要采取隔离措施，利于散热。电池盒不能 过于密封，电池型号应与车型配套。 执行标准执行标准 电动助力车电池电动助力车电池 国家标准：国家标准： g221998电动助力车用阀控密封铅酸 蓄电池 电动汽车用铅酸蓄电池汽车行业标准：qc/t742-2006 储能用铅酸蓄电池国家标准gb/t22473-2008 标示说明标示说明 不含镉 超威注册商标超威注册商标 含铅，不要丢进垃圾桶含铅，不要丢进垃圾桶 铅可以循环使用标志铅可以循环使用标志 制造厂商制造厂商 产品型号：6代表6个单体，即12v的电压， dzm电动助力车用密封蓄电池， 12-代表2hr容量为12ah 12-代表代表2hr容量为容量为12ah 电动车四大件配套参数说明电动车四大件配套参数说明 电池组的基本参数电池组的基本参数 电池电池型号型号 外外 型型 尺尺 寸（寸（mm） 参考重量参考重量 （kg） 长长 宽宽 高高 总高总高 6-dzm-10 151 99 94 100 4.2 6-dzm-12 151 99 97 101 4.4 6-dzm-16 151 99 123 127 5.8 6-dzm-17 181 77 167 167 6.5 6-dzm-20 181 77 170 172 7.1 8-dzm-14 201 112 100 105 6.9 6-dzm-25 320 81 118 118 9.0 6-dzm-26 312 80 125 128 9.5 6-dzm-28 166 175 126 126 10 电机的基本知识电机的基本知识 电动车用电机一般是直流电机，用有、无永 久磁铁分类，有永磁电机和串激电机两类。 电机旋转部分叫转子，不转动的叫定子。永 磁电机的转子或定子有一个是永久磁铁，另 一个则是漆包线绕的线包；串激电机的转子 和定子都是漆包线绕制的线包。同样功率的 电机，永磁电机比串激电机省电。永磁电机 磁铁怕高温，质量差110度就会退磁，好的 可到140度；串激电机没有永久磁铁，不存 在这个问题。市场上的货运三轮，电机功率 一般在400-900瓦，都使用串激电机。代步 三轮有300瓦就行了，电动自行车电机一般 为180-250瓦，电动摩托350-500瓦，使用 永磁电机。 电机的配套参数电机的配套参数 型号 每组只 数（只/ 组） 电机参数 平均电流 （a） 电机功率 （w） 6-dzm-10 2 6 150 3 6 200 4 6 250 6-dzm-12 2 7 150 3 7 250 4 7 300 6-dzm-14 2 7 150 3 7 250 4 7 300 5 7 400 6-dzm-16 2 8 180 3 8 250 4 8 350 6-dzm-17 3 8.5 300 4 8.5 400 6-dzm-20 2 10 200 3 10 350 4 10 450 5 10 600 6 10 650 控制器的基本知识控制器的基本知识 电动车控制器是用来控制电动车电机的启动、 运行、进退、速度、停止以及电动车的其它电 子器件的核心控制器件，它就象是电动车的大 脑，是电动车上重要的部件。电动车就目前来 看主要包括电动自行车、电动二轮摩托车、电 动三轮车、电动三轮摩托车、电动四轮车、电 瓶车等，电动车控制器也因为不同的车型而有 不同的性能和特点 控制器的基本参数控制器的基本参数 型号 每组只 数（只/ 组） 控制器参数 欠压保护点 （v） 限流值 （a ） 开锁电流 （a） 6-dzm-10 3 31.5 0.5 15 0.1 4 42 0.5 15 0.1 6-dzm-12 3 31.5 0.5 15 0.1 4 42 0.5 15 0.1 6-dzm-14 3 31.5 0.5 16 0.1 4 42 0.5 16 0.1 5 52.5 0.5 16 0.1 6-dzm-20 3 31.5 0.5 25 0.15 4 42 0.5 25 0.15 5 52.5 0.5 25 0.15 6 63 0.5 25 0.15 充电器的基本知识充电器的基本知识 电动车充电器是专门为电动自行车的电池配置的一个充电设备！ 常用的充电器：充电循环过程是：大电流脉冲充电切断 充电通路对电池短暂放电停止放电接通充电通路大电 流脉冲充电 负负脉冲充电器脉冲充电器 三段式充电器：近几年，电动车普遍使用了所谓三段式充电器， 第一个阶段叫恒流阶段，第二个阶段叫恒压阶段，第三个阶段 叫涓流阶段。从电子技术角度针对电池而言：第一个阶段叫充 电限流阶段，第二个阶段叫高恒压阶段，第三个阶段叫低恒压 阶段比较贴切。第二阶段和第三阶段转换时，面板指示灯相应 变换，大多数充电器第一、二阶段是红灯，第三阶段变绿灯。 第二阶段和第三阶段的相互转换是由充电电流决定的，大于某 电流进入第一第二阶段，小于某电流进入第三阶段。这个电流 叫转换电流，也叫转折电流。 充电器的基本参数充电器的基本参数 型号 每组只 数（只/ 组） 充电器参数 最高电压 （v） 浮充电压 （v） 最大电流 （a） 转换电流 （a） 温度系数 （mv/单格） 6-dzm-10 2 29.3-29.5 27.4-27.6 1.6-2.0 0.35-0.40 2.5-4.0 3 43.8-44.2 41.0-41.4 1.6-2.0 0.35-0.40 2.54.0 4 58.6-59.0 54.8-55.2 1.6-2.0 0.35-0.40 2.54.0 6-dzm-12 2 29.3-29.5 27.4-27.6 1.8-2.2 0.38-0.43 2.54.0 3 43.8-44.2 41.0-41.4 1.8-2.2 0.38-0.43 2.54.0 4 58.6-59.0 54.8-55.2 1.8-2.2 0.38-0.43 2.54.0 6-dzm-14 2 29.3-29.5 27.4-27.6 2.0-2.4 0.40-0.45 2.54.0 3 43.8-44.2 41.0-41.4 2.0-2.4 0.40-0.45 2.54.0 4 58.6-59.0 54.8-55.2 2.0-2.4 0.40-0.45 2.54.0 5 73.2-73.8 69.2-69.8 2.0-2.4 0.40-0.45 2.54.0 6-dzm-20 2 29.3-29.5 27.4-27.6 2.3-2.7 0.55-0.60 2.54.0 3 43.8-44.2 41.0-41.4 2.3-2.7 0.55-0.60 2.54.0 4 58.6-59.0 54.8-55.2 2.3-2.7 0.55-0.60 2.54.0 5 73.3-73.7 68.6-69.0 2.3-2.7 0.55-0.60 2.54.0 6 88.0-88.4 82.3-82.7 2.3-2.7 0.55-0.60 2.54.0 电动助力车用蓄电池的失效模式电动助力车用蓄电池的失效模式 电动助力车用蓄电池的失效模式：电动助力车用蓄电池的失效模式： 电解液分层现象电解液分层现象 电池经长期放置或恒压充电状态下，电池内部将 出现电解液分层现象，造成浓差极化，从而导致 活性物质的不均匀化学反应及板栅的不均匀腐蚀， 加剧自放电，继而引起容量早期衰退和循环寿命 锐减。 普通的稀硫酸电解液尤为严重普通的稀硫酸电解液尤为严重 电动助力车用蓄电池的失效模式：电动助力车用蓄电池的失效模式： pcl现象的三种失效模式 pcl-1：界面的影响，表现在最初的数十次循环内电池性能迅速下降，是 由于正极板栅和活性物质的界面形成了非导电层，产生了较大的电阻， 在充放电时发热使板栅附近的正极活性物质膨胀失去活性；解决办法是 选择正确的板栅合金以提高界面的导电性 pcl-2：正极活性物质的影响，循环使用时正极活性物质颗粒膨胀引起它 们之间的连接破坏、导电性变差；放电越深、越快，膨胀趋势越大，导 致了氧化铅的软化和脱落，在高率放电时更明显；解决办法是采用回弹 性能好的agm板、增加群压 pcl-3：负极的影响，一般在200多个循环后发生，负极板下部硫酸盐化； 解决办法是采用高纯度的膨胀剂、提高初始充电电流 早期容量损失(premature capacity loss, pcl)，是铅酸蓄电池深循环使 用时的极大障碍，主要表现是电池使用期间过早地出现容量衰退 (c100.8c10)，并在一般的充电方式下容量难以恢复 电动助力车用蓄电池的失效模式：电动助力车用蓄电池的失效模式： 掉片掉片 因制造不良导致的极耳虚假焊，并联连接使用时， 造成单体电池的容量不足，最终因单只电池落后 导致整电池组退回。 电动助力车用蓄电池的失效模式：电动助力车用蓄电池的失效模式： 正极板活性物质软化正极板活性物质软化 由于长期深度放电及循环次数的累积，pbo2含量不断增 加,活性物质的比表面下降，晶体微粒也随着循环次数的 增加而增长，从而使得 -pbo2 颗粒之间接触效果降低， 继而造成正极活性物质软化脱落。 铅膏视密度过低也会加剧正极板活性物质的软化脱落。 简称硫化 电池组若长期处于欠充电状态（由于充电不及时或充电器恒压值过低 原因导致）或在低温条件下长期使用，充电不足，将会加剧负极板活 性物质不可逆硫酸铅的产生。 原因：通常是长期充电不足或放电状态下长期储存等使用或维护不当 造成 防止：放电后及时充电，不要过放电 96 负极不可逆硫酸盐化负极不可逆硫酸盐化 正常的负极活性物质 粗大的硫酸铅晶体 电动助力车用蓄电池的失效模式：电动助力车用蓄电池的失效模式： 电解液干涸电解液干涸 由于铅酸电池是在贫液状态下使用，游离酸一旦过量，就会 造成漏酸现象，因此各厂家对游离酸的控制都非常严格，但 随着循环次数的增加，电池内部不断失水（原因有：密封反应 效率低塑壳微孔挥发自放电引起长期浮充），当失水率大于15% 时，电池寿命即将告终或需加水维护。 当电池内部电解液量不足时，电池放电时容量受酸量限制，充电时由于当电池内部电解液量不足时，电池放电时容量受酸量限制，充电时由于 其内阻高，导致电池内温度上升，越是缺液越不利于热的传递，这样热其内阻高，导致电池内温度上升，越是缺液越不利于热的传递，这样热 量在电池你蓄积，高温状态下使得电解液密度下降，电池充电电压随之量在电池你蓄积，高温状态下使得电解液密度下降，电池充电电压随之 下降，也就导致电池一直在大电流充电，这样的恶性循环最终能引起电下降，也就导致电池一直在大电流充电，这样的恶性循环最终能引起电 池组的热失控。池组的热失控。 不合格的充电器（电压高），也会加剧电池的失水和造成电池热失控不合格的充电器（电压高），也会加剧电池的失水和造成电池热失控 电动助力车用蓄电池的失效模式：电动助力车用蓄电池的失效模式： 枝晶短路枝晶短路（微短路）（微短路） 枝晶穿透短路是与电动车电池长期深度放电引起的，电 池过放电后，造成电解液密度偏低，放电产物pbso4在低 密度硫酸溶液中溶解度增大，而当充电时硫酸密度迅速升 高，部分溶解的pbso4在agm隔板微孔中析出或在负极上 还原成pb，颗粒累积增大，最后造成短路。 放电后要立即充电，避免电池在亏电状态下长期搁置。 电动助力车用蓄电池的失效模式：电动助力车用蓄电池的失效模式： 电池短路电池短路 单格极群内因极板弯曲或铅粒刺穿隔板形成的短路。导致 单体电池失效。 电池断路电池断路 电池内部串联连接的部位因大电流放电熔断或制造不良腐 蚀断裂。 电动助力车用蓄电池的失效模式电动助力车用蓄电池的失效模式：人为人为破坏破坏 序序 号号 人为现象人为现象 分析说明分析说明 验证对照标准验证对照标准 1 人为过放电 人为将单只电池或整组电 池严重过放电,造成不可 逆硫酸盐化 现象:解剖电池后,无单格落后现象,汇流排及正 极板均一地呈红棕色,负极板硫化. 2 在电池内部加盐水 或其它有害物质 人为向电池内部添加有害 物质, 现象:上盖片有翘痕,解剖电池后,极群上部及汇 流排有明显变色或其它有害杂质； 3 撬起盖片向电池内 部扎铁钉 人为造成极群直接短路 现象:上盖片有翘痕,解剖电池后,极群上部有明 显孔洞、挫伤及烧痕 4 在电池外部打孔 （扎钉）后烫平塑 壳 人为造成极群内部直接短 路 现象:电池底部或四周有穿孔或烙痕,解剖电池后 ,极群有明显损伤孔洞及烧痕,对应塑壳内壁的地 方有人为损伤穿壁痕迹 5 将电池翻转后敲击 损坏，短路 人为用重力手段将电池翻 转敲击,损伤内部结构 现象:解剖电池后,极群汇流排有明显向上弯曲变 形,极群底部腾空 电动助力车用蓄电池的失效模式电动助力车用蓄电池的失效模式：人为人为破坏破坏 序序 号号 人为现象人为现象 分析说明分析说明 验证对照标准验证对照标准 6 人为篡改改电池组编 码等标识的 人为篡改电池组编码及擦除 “非卖品“专用”等字样来 套取保用期 现象:字码的字体大小及格式不符合我公司技术标准:喷 码(代码)遭人为刮擦烫损无法辨认的；喷码信息经人为 篡改年月日，字迹不符的;将“非卖品“专用”“专供”“非卖品“专用”“专供” 等字样擦拭的 7 端子熔断损毁 人为将接线片折断或将端 子浸酸腐蚀后造成渗漏酸 腐蚀的假象 现象:接线片因短路熔断或人为折断,或端子上端 腐蚀断裂但根部无漏液腐蚀现象 8 人为过充电造成电 池变形 人为将电池组用不匹配的 充电器强制充电 现象：单只或多只电池6个单格均变形，但同组 电池中其他电池均未变形；或者出现同组电池 变形程度不同 9 电池人为加热后造 成外壳变形 将电池靠近热源,烘烤使 之变形 现象：电池外壳遇热变形和变色，但是变形电 池单格与不变形单格相比内部不缺液 1 0 人为过流熔断连接 件 直接外连接将正负极短路 ,将连接件熔断 现象:解剖后,连接件熔化造成断路 电动助力车的发展电动助力车的发展 电动助力车的发展电动助力车的发展 电动自行车的发展可分为三个阶段：电动自行车的初级阶段、中小企业规模化生产阶 段、行业快速发展阶段。从时间上划分. 1995年到1999年间。为电动车发展的初级阶段;(也被称作是电动自行车的早期实验性 生产阶段,是对电动自行车的四大件电机、电池、充电器和控制器的关键技术摸索研究) 第二个阶段从2000年到2004年这段时间,为中小企业规模化生产阶段(电动自行车成为 了摩托车和自行车的替代产品，而它的快捷、环保、方便和廉价，也让更多的消费者 认同) 第三个阶段是从2005年至今，这个阶段是中国电动自行车的超速发展阶段，(行业进程 超速发展,配件、材料不断改进，产品性能不断提高，市场日趋完善) 通过前三个不同时期的发展，电动助力车的四大配件技术越来越成熟,电动自行车的便 捷、环保、价位低等优势已经成为了有目共睹的事实，日益成为现代城市交通中不可 或缺的一种交通工具。也缓解了上下班高峰期的交通压力,尤其是在目前公共交通存在 拥挤、不准时等缺点的情况下，轻型电动车无疑是部分中低收入人群的首选。与昂贵 的燃油车辆相比，越发显示出了不断增强与不可替代的优势。 一是作为代步工具，二 是因为环保、节能，符合当今社会低碳经济和节能减排的理念，符合国家可持续发展 的战略目标。势必拥有较大的市场需求；截至2011底年我国电动自行车保有量估计约 1.4亿辆。98%以上的电动助力车都在使用铅酸电池。占铅酸蓄电池产量结构30%以上 的份额.在现有科学技术条件下，用其他电池替代是不现实的。并且，铅酸蓄电池也是 各类电池中回收率最高的。 未来的电动助力车电池发展方向未来的电动助力车电池发展方向 未