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铅酸蓄电池使用寿命影响因素(铅酸蓄电池存储寿命)

时间:2023-11-21 10:32:24 阅读:955 作者:无人怀念

影响蓄电池使用寿命的因素很多,本文分析三个因素:电池质量;充电器质量;充电习惯

铅酸蓄电池使用寿命影响因素(铅酸蓄电池存储寿命)-第1张

【1】蓄电池选择:重量足的品牌蓄电池质量比较有保障,比如12V20ah重量大于13.5斤;电池重量轻极板薄,内阻大储电少寿命短;电池重量足极板厚,内阻小储电多寿命长

铅酸蓄电池通常采用【恒流 恒压 浮充】三段式智能充电,以1220充电器为例

充电电压U=E IR,恒流期电流 I=3.0A;∫IUdt=充电量,∫IEdt=储电量-析气功耗;随着充电时间的增加,储电位E上升,H2SO4浓度上升,内阻R上升;∫I²Rdt=热能,析气功耗转为热能

电池温度升高的后果:储电位E下降,内阻R上升,析气电压Ux下降

1)恒流前期储电位E低,内阻R小温升低,充电电压上升慢;恒流后期储电位高,内阻大温升高,充电电压上升快;充电电压U=Ux{常温14.10V}电池开始析气,∫IEdt=储电量 析气功耗,析气功耗【∫I²(U-Ux)dt】转为热能

电池内阻大温升高,储电位下降储电能力低,内阻上升多内阻损耗大,析气电压低析气功耗大,能量损耗大温升更加高

电池内阻小温升低,能量损耗小温度比较低

2)电压U=14.5V转恒压,储电位E=14.5-3×R

电池内阻大温升高,内阻分压{电流✖️内阻}大,储电位低储电量少

电池内阻小温升低,储电位高储电量多

3)恒压期充电电流 I=(14.7-E)/R

电池内阻大温升高,储电位E低上升慢,内阻R大下降快,电流下降慢,恒压期时间长,析气功耗大,析气失水多,内阻上升快

电池内阻小恒压时间短,失水少内阻上升慢

【2】充电器选择:大部分铅酸蓄电池是被充电器充坏的,单体电池的合理充电电压14.6V~14.8V;劣质充电器单体电压偏离合理电压

铅酸蓄电池组由几只12V的单体电池串联在一起使用,比如48V20ah由4只12V20ah串联,60V32ah由5只12V32ah串联,72V45ah由6只12V45ah串联,……

铅酸蓄电池通常采用【恒流 恒压 浮充】三段式智能充电,充电和放电过程主要物理参数:时间,电流I,电压U,储电位E,内阻R,温度

所有单体的充电时间和电流相同,充电电压U=E IR,功率P=IU=IE I²R,∫IUdt=充电量,∫IEdt=储电量 析气功耗,∫I²Rdt=内阻损耗,析气功耗=∫I²(U-Ux)dt,常温Ux=14.10V

储电量=∫IEdt-析气功耗=∫IUdt-能量损耗

能量损耗【内阻损耗 析气功耗】转化为热能,电池温度升高的后果:储电位E下降,储电能力下降;内阻R上升,内阻损耗增加;析气电压Ux下降,析气功耗增加

所有单体的放电时间和电流相同,放电电压U=E-IR,内阻小单体温升低放电电压高放电量多,内阻大单体温升高放电电压低放电量少

1)全新蓄电池储电位高内阻小,单体电池的储电位和内阻差别小,电池组容量高放电时间长,恒流期充电时间长,恒压期充电时间短,单体充电电压差别小于0.30V,低电压单体接近14.55,高电压单体接近14.85V

2)随着充放电次数的增加,单体充电电压差别逐步变大,最低小于14.45V充电不足电池硫化;最高大于14.85V过度充电失水更多

低电压单体充电量少,析气失水少内阻上升慢,放电量多储电位下降多,再充电电压逐步下降,充电不足逐步增加电池硫化,硫酸铅晶体粗化储电能力下降

高电压单体充电量多,析气失水多内阻上升快,放电量少储电位下降少,再充电电压逐步上升,过度充电逐步增加失水更多,内阻上升快温升高储电量减少

3)一旦出现充电电压小于14.45V的充电不足硫化单体,就会产生几只电压大于14.85V的过度充电失水多单体,硫化和失水多共存导致蓄电池组容量快速下降

失水多单体内阻大放电电压下降快,放电时间短放电量少;恒流期内阻大单体充电电压上升快,充电时间缩短,充电不足硫化单体充电更加不足;恒压期电流下降慢,充电时间延长,失水多内阻大单体过度充电更多

4)随着硫化程度的增加,恒压期时间逐步延长,充电电流不可能下降到0.6A,即充电器不可能转灯产生【转灯无望】

5)【转灯无望】的电流逐步上升,上升到2.0A视为【充电异常】,异常继续充电产生【热失控】,处于高温高电压高电流状态下的【严重失水】单体被充鼓

6)为方便说明,以48V25ah的电动车为例

单体电池重量14.5斤,新电池零硫化,最低电压14.55V,最高电压14.85V,续航大于60公里

大概行驶4000公里,电池轻微硫化,最低电压15.50V,最高电压14.90V,续航接近50公里

继续行驶3000公里,电池深度硫化,最低电压14.45V,最高大于14.90V,续航接近40公里

继续行驶2000公里,电池严重硫化,最低电压14.40V,最高大于14.90V,续航小于30公里

铅酸蓄电池使用寿命影响因素(铅酸蓄电池存储寿命)-第2张

7)建议采用【恒功率 恒压 浮充】充电器

单体电池的充电电压接近合理电压;最低电压大于14.55V电池充电足续航远;最低电压小于14.90V过度充电少续航下降慢

铅酸蓄电池使用寿命影响因素(铅酸蓄电池存储寿命)-第3张

【3】充电习惯:蓄电池不管用分两种情况,充电不足单体充电量少放电量多被饿死,过度充电单体充电量多放电量少被撑死;所有导致充电更加不足,或者过度充电增加的充电行为,都会加快蓄电池的老化速度

1)“热车充电”伤害蓄电池

内阻随温度升高而变大,热车充电单体内阻差别更大;内阻小单体温度低内阻上升少,充电电压更低充电更加不足;内阻大单体温度更高内阻上升更多,充电电压更高过度充电增加

2)“放电65%左右充电”保护蓄电池

为方便说明,我们假设60V20ah电动车的续航里程是70Km,每天的行驶里程10Km

行驶45Km即4天或者5天充一次电,产生的充电不足量和过度充电量比较正常

3)“每天充电”伤害蓄电池{假设同上}

相当于行驶10Km就充电一次,行驶40Km需要充电4次,与行驶40Km充电一次相比较,累计的“过电充电量”比较多

4)“用完才充”严重伤害蓄电池{假设同上}

相当于行驶70Km再充电,蓄电池组“深放电”

充电不足单体内阻小,放电量更多储电位更低,充电电压更低充电更加不足

过度充电单体内阻大,放电量少储电位下降少,充电电压更高过度充电更多

转恒压时单体电压差别更大,恒压期充电时间大幅度延长,过度充电单体过度充电更多

5)“没转灯就断电”和“限制充电时间”

新电池恒压期充电不足单体继续储电,没转灯就断电充电不足单体充电更加不足

旧电池恒压期【转灯无望】,必须限制充电时间减少过度充电单体的过度充电量

6)“大电流充电”伤害蓄电池

为方便说明,以1220充电器为例

充电电压U=E-IR,转恒压时储电位E=14.5-IR,电流大电压上升快,转恒压时储电位低,恒流期充电时间短储电少

充电功率P=IU=IE I²R,内阻损耗=∫I²Rdt,析气功耗=∫I²(U-Ux)dt,充电过程能量损耗与电流的平方成正比,充电电流大能量损耗多,电池发热多温升高导致:储电位下降储电能力下降;内阻上升内阻损耗增加;析气电压下降析气功耗更多,析气失水多内阻上升更快

7)恒功率无硫充电器:“热车充电”,“用完才充”和“没转灯就断电”伤害蓄电池

铅酸蓄电池采用【恒功率 恒压 浮充】三段式智能充电:单体电池的充电电压接近合理电压14.60V~14.80V;最低电压大于14.55V充电足零硫化;最高电压小于14.90V过度充电少正常失水;恒压期电流正常下降,充电器正常转灯,充电安全可靠不需要控制充电时间

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