电动车蓄电池专用维修知识问答01.doc

电动车蓄电池专用维修知识问答一电动车用户问：用户如何使用电池可以延长电池的使用寿命？ 答：有经验的用户都知道电池的费用是电动自行车最大的消耗，所以用户非常关心延长电池的使用寿命的问题。首先要假定充电器没有问题，用户是否正确使用对电池的寿命至关重要。使用电池的注意事项如下：1、不要随便更换充电器，不要去掉控制器的限速。 各个制造商的充电器一般都有个性化需求，在没有把握的时候不要随意更换充电器。如果续行里程要求比较长，必须为了异地充电而配备多个充电器，就把白天补足充电的充电器采用另外补充的充电器，而晚间采用原配的充电器。去掉控制器的限速，虽然可以提高一些车的速度，除了会降低车的安全性以外，也会降低电池的使用寿命。2、保护好充电器。 一般的使用说明书上面都有关于保护充电器的说明。很多用户没有看说明书的习惯，往往除了问题以后才想起找说明书看，经常为时已晚，所以先看说明书是非常必要的。为了降低成本，现在的充电器基本上都没有做高耐振动的设计，这样，充电器一般不要放在电动自行车的后备箱和车筐中。特殊的情况下，必须要移动，也要把充电器用泡沫塑料包装好，防止发生振动的颠簸。很多充电器经过振动以后，其内部的电位器会漂移，使得整个参数漂移，导致充电状态不正常。另外需要注意的就是充电的时候要保持充电器的通风，否则不但影响充电器的寿命，还可能发生热漂移而影响充电状态。这样都会对电池形成损伤。所以，保护好充电器也是非常重要的。3、每天都充电。 即便您的续行能力要求不长，充一次电可以使用2到3天，但是还是建议您每天都充电，这样使电池处于浅循环状态，电池的寿命会延长。一些早期使用手机用户以为电池最好是基本使用完了以后再充电，这个看法是不对的，铅酸蓄电池的记忆效益没有那么强烈。经常放完电对电池的寿命影响比较大。多数充电器在指示灯变灯指示充满电以后，电池充入电量可能是9799。虽然仅仅欠充电13的电量，对续行能力的影响几乎可以忽略，但是也会形成欠充电积累，所以电池充满电变灯以后还是尽可能继续进行浮充电，对抑制电池硫化也是有好处的。4、及时充电。 电池放电以后就开始了硫化过程，在12小时开始，就出现了明显的硫化。及时充电，可以清除不严重的硫化，如果不及时充电，这些硫化结晶将要聚积而逐步形成粗大的结晶，一般的充电器对这些粗大的结晶是无能为力的，会逐步形成电池容量的下降，缩短了电池的使用寿命。所以，除了每天充电以外，还要注意，使用完了以后要尽早的充电，尽可能使电池电量处于饱满状态。5、定期深放电。 电池定期进行一次深放电也有利于活化电池，可以略微提升电池的容量。一般的方法是，定期对电池进行一次完全放电。完全放电的方法是在平坦路面正常负荷的条件下骑车到第一次欠压保护。注意，我们特别强调第一次欠压保护。电池在第一次欠压保护以后，电池经过一段时间以后，电压还会上升，又恢复到非欠压状态，这时候如果再使用电池，对电池的伤害很大。在完成完全放电以后，对电池进行完全充电。会感觉电池容量有所提升。6、养成一些节电的好习惯。 尽可能利用滑行。如下坡的时候，尽可能的利用提前断电滑行减速。在即将遇到红绿灯的时候提前进入滑行，最大限度的减少刹车。一位朋友告诉我，他是宁愿多转一次湾也要减少一次刹车，这是有道理的。 启动的时候，最好加入骑行助力，不仅仅可以提高启动速度，而且可以减少电池的电量损失和寿命损伤。7、注意充电的环境。 充电最佳的环境温度是25。现在多数充电器没有适应环境温度的自动控制系统，所以多数充电器都是按照环境温度25设计的，所以在25条件下充电比较好。否则，就难免出现冬季欠充电和夏季过充电的问题。而环境温度真正在25的时候比较少，这样就必然有夏季过充电冬季欠充电的问题。好在现在多数家庭都具有室内调温的条件，这样，充电的时候，最好把电池和充电器安排在有通风并且调温的环境里。 特别提示的是电池处在北方冬季在室外低温状态进入温暖的室内的时候，电池的表面会出现结霜凝露。为了避免结霜凝露引起的电池漏电，应该在电池温度上升到与室内温度接近并且干燥以后再进行充电。8、充分利用维修条件 不少电动自行车的经销商可以提供电池检修和维修的服务，应该充分利用这些服务。一些品牌的电动自行车提出对电池的检修。如：对电池进行定期检修，可以减少对电池的损伤。对电池的荷电状态的修复就可以缓解电池落后的失效，而这些对配备了维修能力的经销商来说是轻而易举的。对于失水来说，在电池容量70的时候补水就比电池容量40的时候补水的效果要好。甚至一些品牌的产品还提出：到规定的时间不检修就相当于放弃电池的保用期。使消费者受到不应该发生的损失。所以，消费者要充分的利用电池检修的条件延长增加电池的使用寿命。 通过这些方法，用户可以大大延长电池的使用寿命。一些用户的续行里程比较短，电池的使用寿命相对比较长，一些问题也相对难以发现。所以，第4条说到的深放电措施也是及时发现电池问题的一个有效方法，不要等电池问题严重的时候就难以处理了。铅酸电池的工作原理是什么？ 答：铅酸电池是一种使用最广泛的电池，它以海绵状的铅作为负极，二氧化铅作为正极，我们把这二种物质称为活性物质，用硫酸水溶液作为电解液，它们共同参与电池的电化学反应。铅酸电池的化学反应原理如下负极反应：Pb+HSO4- PbSO4+H+2e正极反应：PbO2+2e+HSO4-+3H+ PbSO4+2H2O电极反应：PbO 2 +2 H+ +2HSO 4- +Pb 2Pb 2 SO 4 +2 H 2 O 充电状态 放电状态 从上述反应原理可以看到，在放电时，正负极材料都与电解液中的硫酸反应生成硫酸铅，所以叫双硫酸盐化反应。在正常情况下，所生成的硫酸铅结构疏松，并且其晶体非常细小，电化学活性很高，这种活性很高的硫酸铅在充电时可以在电流作用下重新生成正极的二氧化铅和负极的海绵状铅。通过这种稳定的可逆过程，电池实现了储存电能和释放电能的作用。铅酸电池的硫酸盐化的原因与危害是什么？ 答：硫酸铅在形成之后一段时间内活性较高，如果在这一段时间内没有及时充电或者充电不完全，使它未及时转化为正负极活性物质，硫酸铅则会在温度低时再重新结晶，在结晶质硫酸铅上析出，这样一次又一次地重复，使结晶颗粒不断增大，成为导电性能差、难以溶解、充电时难以恢复的硫酸铅结晶，即通常所说的不可逆盐化（本手册所称的盐化均指此类盐化）。 电池失效的原因有多种，如致命的电极板栅腐蚀、电极板栅的严重变形、电极活性物质的脱落、电池内部短路或断路等理化原因，但是，统计表明，绝大多数电池的失效都是由电极活性物质的不可逆硫酸盐化造成的。这种盐化物在充电时难以恢复为二氧化铅及海绵状铅，对电池具有很大的危害： 它的形成消耗了活性物质，使电池的有效容量降低，长期如此将导致电池报废； 不仅它本身在充电时难以恢复，而且会阻塞多孔电极的空隙，妨碍电解液通过，增加内阻； 充放电时发热更多，电池温度升高，会加大极板的腐蚀与变形，使活性物质脱落导致电池的结构性报废； 使充电效率下降，充电时间延长，造成时间及能源的浪费； 导致更严重的电解水现象，电池容易失水干涸； 由于容量下降，输出功率不足，为保持一定的输出就只能加大放电深度，会造成硫酸盐化更加严重，形成恶性循环； 由于消耗了硫酸，导致电解液密度下降，大电流放电能力降低，性能下降。电池使用过程中形成不可逆硫酸盐化的主要原因包括： 经常性的深度放电及过放电，没有及时充电或充电不足； 在亏电状态下电池长期搁置不用即贫存； 电池组中电池性能不一致，存在差异过大的落后电池。表现为电池组中某一个电池的容量明显低于其它电池，造成整个电池组电压下降，充电时落后电池因最先被充满而其余电池仍需充电而形成过充电，放电时该落后电池又因最先被放空从而形成过放电，从而导致硫酸盐化进一步加剧，使得落后程度更加严重，形成恶性循环； 电解液密度过大； 电池环境温度的变化。电动车铅酸电池指标 1、电池额定容量： 是按国家标准规定的电池容量。单位用Ah即安时来表示，它反映了电池存储电量的大些?数值越大，则存储的电量就越多，现在市场上的电动车蓄电池的容量一般都是10Ah，以恒流5A放电120分钟。2、电池的实际容量： 反映电池实际存储电量的大小，单位用Ah安时表示。同样安时越大，则电池容量就越大，电动车的续行里程就越远。在使用过程中，电池的实际容量会逐步衰减。国家标准规定新出厂的电池实际容量大于额定容量值为合格电池。如现在市场上电动自行车的电池，以恒电流5A放电要超过2小时（120分钟），大于（2小时5A）10Ah。相当于电动车在平坦的路上连续行驶2小时以上。3、放电循环寿命： 指的是电池进行充电、放电直到电池容量减少到额定容量70时的循环次数，充足电后再放电到一定的深度为一次循环。电池循环次数越多，则寿命越长，电动自行车蓄电池循环寿命不少于350次，低于350次循环为不合格电池。就现在市面上电动自行车而言，一般情况下，用于上、下班或接送小孩上学，在城市范围内每天连续行驶1个小时左右（大约25公里），一年下来相当于电池循环180次左右，如果是合格的电池，可使用近两年时间，此时电池容量还有额定的70，相当于电动车还可连续行驶70分钟，大约行驶30公里。4、电池额定电压及电池组工作电压： 国家标准规定的电池电压值为额定电压，用V伏特表示，铅酸电池每格电压值为2V，市场上的电动车蓄电池每格只有6V和12V。每只6V电池是由3个电池单格串联组成，12V电池是由6个电池单格串联而成。大部分电动自行车用的蓄电池为36V，则由6只6V电池或3只12V电池再串联形成电池组。 电池组工作电压，是指蓄电池组实际输出电能时的电压值，36V电池组工作电压一般在41V到31.5V之间，低于31.5V电池称为过放电或称欠压，容易损坏电池组，影响电池使用寿命。几种蓄电池硫化消除方法1）水疗法 对已硫化电池，可以先将电池放电，倒出原电解液并注入密度在1.10g/cm3以下较稀电解液，即向电池中加水稀释电解液，以提高硫酸铅的溶解度。采用20h率以下的电流，在液温不超过2040的范围内较长时间充电，最后在充足电情况下用稍高电解液调整电池内电解液密度至标准溶液浓度，一般硫化现象可解除，容量恢复至80%以上可认为修复成功。 此法机理，用降低酸液密度提高硫酸盐的溶度积，采取小电流长时间充电以降低欧姆极化延缓水分解电压的提早出现，最终使硫化现象在溶解和转化为活性物质中逐渐减轻或消除。 此法特点对于加水蓄电池比较适用，对于硫化严重现象亦可反复处理，无须投资设备即可自行修复，缺点是过程太繁琐对密封电池不太使用。 2）浅循环大电流充电法 对已硫化电池，采用大电流5h率以内电流，对电池充电至稍过充状态控制液温不超过40度为宜，然后放电30%，如此反复数次可减轻和消除硫化现象。 此法机理，用过充电析出气体对极板表面轻微硫化盐冲刷，使其脱附溶解并转化为活性物质。 此法特点，对于轻微硫化可明显修复。但对老电池不适用，因为在析出气体冲刷硫酸盐的同时也对正极板的活性物产生强烈冲刷，使活性物质变软甚至脱落。 3）化学修复法 对已硫化电池，倒掉原电解液，加入纯水与硫酸钠、硫酸钾、酒石酸等物质混合液，采取正常充放电几次，然后倒出纯水加入稍高密度酸液调整电池内酸液至标准液浓度，容量恢复至80%以上可认为修复成功。 此法机理，加入的这些硫酸盐配位掺杂剂，可与很多金属离子，包括硫化盐形成配位化合物。形成的化合物在酸性介质中是不稳定的，不导电的硫化层将逐步溶解返回到溶液中，使极板硫化脱附溶解。 此法特点，修复效率和功效高于前两种修复方法，缺点太繁琐。 4）脉冲修复 对于硫化电池，可用一些专用的脉冲修复仪对电池充放电数次来消除硫化。 此法机理，从固体物理上来讲，任何绝缘层在足够高的电压下都可以击穿。一旦绝缘层被击穿，就会由绝缘状态转变为导电状态。如果对电导差阻值大的硫酸盐层施加瞬间的高电压，就可以击穿大的硫酸铅结晶。如果这个高电压足够短，并且进行限流，在打穿硫化层的情形下，控制充电电流适当，就不会引起电池析气。电池析气量取决于电池的端电压以及充电电流的大小，如果脉冲宽度足够短，占空比够大，就可以在保证击穿粗大硫酸铅结晶的条件下，同时发生的微充电来不及形成析气，如果含有负脉冲去极化，就更能保证在击穿硫酸盐层时极板的气体析出，这样就实现了脉冲消除硫化。 从原子物理学来说，硫离子具有5个不同的能级状态，处于亚稳定能级状态的离子趋向于迁落到稳定的共价健能级存在。在稳定的共价键能级状态，硫以包含8个原子的环形分子形式存在，这8个原子的环形分子模式是一种稳定的组合，难以跃变和被打碎，电池的硫化现象就是这种稳定的能级。要打碎这些硫化层的结构，就要给环形分子提供一定的能量，促使外层原子加带的电子被激活到下一个高能带，使原子之间解除束缚。每一个特定的能级都有唯一的谐振频率，谐振频率以外的能量过高会使跃迁的原子处于不稳定状态，过低能量不足以使原子脱离原子团的束缚，这样脉冲修复仪在频率多次变换中只要有一次与硫化原子产生谐振，就能使硫化原子转化为溶解于电解液的自由离子，重新参与电化学反应，在特定条件下转换回活性物质。 此法特点，效果好操作方便。但需要有专用的脉冲充电器，个人用户都不具备，需要购买。市场上的脉冲修复充电器参差不齐，很多脉冲充电器甚至是专用修复仪的脉宽比、占空比、负脉冲设计得并不合理