電動(dòng)車電瓶不怎么存電的原因和解決方案

　　本文主要是關(guān)于電動(dòng)車電瓶的相關(guān)介紹，并著重對(duì)電動(dòng)車電瓶的充電問題進(jìn)行了詳盡的闡述。

　　電動(dòng)車電瓶

　　電動(dòng)車電池是電動(dòng)車上的動(dòng)力來源，現(xiàn)在的電動(dòng)車上絕大多數(shù)裝的是鉛酸蓄電池，鉛酸蓄電池成本低，性價(jià)比高。因?yàn)檫@種電池能充電，可以反復(fù)使用，所以稱它為“鉛酸蓄電池”。1860年，法國(guó)的普朗泰發(fā)明出用鉛做電極的電池，這是鉛酸蓄電池的前身。

　　能夠被電動(dòng)自行車采用的有以下四種動(dòng)力蓄電池，即閥控鉛酸免維護(hù)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

　　鉛蓄電池因其價(jià)格便宜、材料來源豐富、比功率較高、技術(shù)和制造工藝較成熟、資源回收率高等綜合因素被各國(guó)各種電動(dòng)車普遍采用和廣泛研究。電動(dòng)自行車作為省力、方便、快速、舒適、價(jià)廉、零排放的個(gè)人交通工具已被人們廣泛接受，并受到國(guó)家有關(guān)部門的重視。由國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心、國(guó)家發(fā)改委、建設(shè)部、科技部等部委參與的《輕型電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究》課題組提出了“輕型電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究”報(bào)告。電動(dòng)自行車的全國(guó)保有量已達(dá)3000萬輛以上。95%以上的電動(dòng)自行車都用閥控鉛蓄電池。［1］

　　已商品化的電動(dòng)自行車的絕大多數(shù)是使用的密封式鉛酸蓄電池，使用中不需要經(jīng)常補(bǔ)充水分，免維護(hù)。其主要化學(xué)反應(yīng)是：PbO2+2H2SO4+Pb←充電、放電→ 2PbSO4+2H2O

　　鉛酸蓄電池充電時(shí)變成硫酸鉛的陰陽(yáng)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(shí)陽(yáng)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(fā)生反應(yīng)變成硫酸鉛，而電解液中的硫酸濃度不斷降低。當(dāng)鉛酸蓄電池充電不足時(shí)，陰陽(yáng)兩極板的硫酸鉛不能完全轉(zhuǎn)化變成海綿狀鉛和氧化鉛，如果長(zhǎng)期充電不足，則會(huì)造成硫酸鉛結(jié)晶，使極板硫化，電池品質(zhì)變劣；反之如果電池過度充電，陽(yáng)極產(chǎn)生的氧氣量大于陰極的吸附能力，使得蓄電池內(nèi)壓增大，導(dǎo)致氣體外溢，電解液減少，還可能導(dǎo)致活性物質(zhì)軟化或脫落，電池壽命大大縮短。

　　綜合性能有很大提高

　　近10年來，電動(dòng)自行車用閥控鉛蓄電池的綜合性能有很大提高。以6-DZM-10電池為例。1997年，該型電池存在容量不足，2h率（5A）放電容量達(dá)不到10Ah;比能量低，2h率的比能量不到30Wh/kg;壽命短，100%放電深度的循環(huán)壽命只有50~60次（容量降到8Ah前;以下同），使用壽命只有3~5個(gè)月等問題。

　　到2003年，2h率（5A）放電容量達(dá)到11~13Ah;2h率比能量達(dá)到33~36Wh/kg;100%放電深度的循環(huán)壽命達(dá)到250~300次，使用壽命可達(dá)到12個(gè)月以上。電動(dòng)自行車用閥控鉛酸蓄電池存在的問題基本得到解決。

　　該類型電池的深循環(huán)壽命性能又有新的、突破性進(jìn)展。主要表現(xiàn)為：2h率（5A）放電初始容量達(dá)到14Ah;2h率比能量達(dá)到38Wh/kg;100%放電深度的循環(huán)壽命超過400次，放出總?cè)萘繛?500Ah，相應(yīng)累計(jì)行駛里程約18000km（以4km/Ah計(jì)，以下同）。最高的深循環(huán)壽命超過600次，放出總?cè)萘繛?151Ah，相應(yīng)累計(jì)行駛里程約24600km。如果以容量低于7Ah為壽命終止標(biāo)志，深循環(huán)壽命為943次循環(huán)，放出總?cè)萘繛?710Ah，相應(yīng)累計(jì)行駛里程約34800km。如果按深循環(huán)壽命250次或放出的總?cè)萘繛?250Ah、相應(yīng)累計(jì)行駛里程為9000km的電池組可保證使用1年。［1］

　　重視與充電器的匹配

　　在多年的使用實(shí)踐中，電動(dòng)自行車的整車廠家和蓄電池廠家都逐漸認(rèn)識(shí)了蓄電池與電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備之間匹配的重要性，特別是與充電器的匹配。制造質(zhì)量是蓄電池質(zhì)量的前提，但只有在與其相匹配的充電器一起使用才能發(fā)揮高質(zhì)量蓄電池應(yīng)有的優(yōu)越性能，否則高質(zhì)量蓄電池不能完全發(fā)揮其潛在的優(yōu)越性能。［1］

　　不同廠家的蓄電池由于在配方、結(jié)構(gòu)、酸濃度等方面的差別，其合適的充電參數(shù)是不同的。例如，我們?cè)谘芯恐邪l(fā)現(xiàn)，不同廠家的蓄電池在恒壓階段的充電參數(shù)可相差1.5~2.0V（對(duì)36V的電池組）。合適的充電參數(shù)基本要求是：確保電池可充滿，不會(huì)因欠充電造成電池容量不正常的衰減;又要確保電池在全壽命期間不會(huì)因過充電而造成電池嚴(yán)重失水和產(chǎn)生熱失控。［1］

　　純電動(dòng)車用鉛蓄電池

　　早期純電動(dòng)車用的開口式鉛蓄電池采用了“八·五”規(guī)劃期間的研究成果，已取得了可用19個(gè)月（12萬公里）的成功經(jīng)驗(yàn)，關(guān)鍵是積累了控制好充電方式、放電深度、及時(shí)補(bǔ)水等一套系統(tǒng)匹配的工作經(jīng)驗(yàn)和精心維護(hù)的經(jīng)驗(yàn)。近年來四輪微型電動(dòng)車（包括游覽車、巡邏車、高爾夫球車、短距離道路車等）發(fā)展很快，車上采用的大多是開口式鉛蓄電池。相應(yīng)型號(hào)的電池受到蓄電池制造廠家的青睞。［1］

　　電動(dòng)車采用的是閥控式密封鉛蓄電池新產(chǎn)品，其性能為：3h率容量55Ah;3h率下比能量為33Wh/kg和84Wh/L;75%放電深度的循環(huán)壽命達(dá)到400次以上。相信電動(dòng)自行車用的閥控鉛蓄電池成功的經(jīng)驗(yàn)可推廣到純電動(dòng)車用閥控鉛蓄電池，性能將會(huì)有進(jìn)一步的提高。［1］

　　混合電動(dòng)車用鉛蓄電池

　　現(xiàn)在混合電動(dòng)車基本分為3類：輕度混合型（即電動(dòng)系統(tǒng)主要用于起動(dòng)和回收制動(dòng)能量，即將在所有汽車上推廣的42V電系統(tǒng)屬于此型）、中度混合型（即電動(dòng)系統(tǒng)用于起動(dòng)、回收制動(dòng)能量和中、短距離的行駛）、重度混合型（即電動(dòng)系統(tǒng)用于起動(dòng)、回收制動(dòng)能量和較長(zhǎng)距離的行駛，也稱為“Plug-in”）。［1］

　　在國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中已明確：在輕度混合的電動(dòng)汽車中，閥控鉛蓄電池是有優(yōu)勢(shì)的，主要因其成本低，技術(shù)成熟，性能可靠;中度混合的電動(dòng)汽車用的閥控鉛蓄電池，ALABC（先進(jìn)鉛酸蓄電池聯(lián)合體）正在組織研制，準(zhǔn)備與MH-Ni蓄電池爭(zhēng)奪中度混合電動(dòng)汽車的市場(chǎng)，現(xiàn)已推出并進(jìn)行了車上試驗(yàn)的卷繞式雙極耳電池和TMF（金屬薄膜）電池;在重度混合的電動(dòng)汽車領(lǐng)域，鉛蓄電池的比能量低，無法滿足電動(dòng)系統(tǒng)較長(zhǎng)距離的行駛要求。［1］

　　膠體蓄電池

　　是對(duì)液態(tài)電解質(zhì)的普通鉛酸蓄電池的改進(jìn)。它采用凝膠狀電解質(zhì)，內(nèi)部無游離的液體存在，在同等體積下電解質(zhì)容量大，熱容量大，熱消散能力強(qiáng)，能避免一般蓄電池易產(chǎn)生的熱失控現(xiàn)象；電解質(zhì)濃度低，對(duì)極板腐蝕弱；濃度均勻，不存在酸分層的現(xiàn)象。

　　鎳氫蓄電池

　　（Ni-MH）

　　鎳氫蓄電池是九十年代涌現(xiàn)出的電池家族中新秀，發(fā)展迅猛。Ni-MH電池的電極反應(yīng)為：

　　正極：Ni（OH）2+OH-= NiOOH+H2O+e-

　　負(fù)極：M+H2O+e=MHab+OH-Ni（OH）2+M=NiOOH+MHab

　　它和鎳鎘蓄電池同屬堿性蓄電池，只是以吸藏氫氣的合金材料（mh）取代鎳鎘蓄電池中的負(fù)極材料鎘cd、電動(dòng)勢(shì)仍為1.32v。它具備鎳鎘蓄電池的所有優(yōu)異特性，而且能量密度還高于鎳鎘蓄電池。主要優(yōu)點(diǎn)是：比能量高（一次充電可行使的距離長(zhǎng)）；比功率高，在大電流工作時(shí)也能平穩(wěn)放電（加速爬坡能力好）；低溫放電性能好；循環(huán)壽命長(zhǎng)；安全可靠，免維護(hù)；無記憶效應(yīng)；對(duì)環(huán)境不存在任何污染問題，可再生利用，符合持續(xù)發(fā)展的理念。但是，Ni-MH蓄電池成本太高，價(jià)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(chǎng)的新型高能蓄電池。其優(yōu)點(diǎn)是比能量高，是當(dāng)前比能量最高的蓄電池。已經(jīng)在便攜式信息產(chǎn)品中獲得推廣應(yīng)用。

　　鋰離子電池被普遍認(rèn)為具有如下的優(yōu)點(diǎn)：比能量大；比功率高；自放電??；無記憶效應(yīng)；循環(huán)特性好；可快速放電，且效率高；工作溫度范圍寬；無環(huán)境污染等，因此有望進(jìn)入21世紀(jì)最好的動(dòng)力電源行列。預(yù)計(jì)在2006～2012 年期間，當(dāng)鋰離子電池進(jìn)一步發(fā)展時(shí)，MH/Ni蓄電池的市場(chǎng)份額將縮小。鋰離子市場(chǎng)份額將會(huì)擴(kuò)大。已經(jīng)有采用鋰離子蓄電池的電動(dòng)自行車產(chǎn)品出售。

　　在安全性好、循環(huán)性能好、比容量高的新型價(jià)廉正極材料發(fā)展的推動(dòng)下，電動(dòng)自行車用的鋰離子蓄電池已接近實(shí)用。有幾家已可提供較成熟的、裝有電池管理系統(tǒng)（BMS）的電動(dòng)自行車用鋰離子蓄電池。也有專門生產(chǎn)用鋰離子蓄電池的電動(dòng)自行車廠家。筆者認(rèn)為電動(dòng)自行車用的鋰離子蓄電池將是首先商業(yè)化、大批量在車上使用的動(dòng)力型電池;它將是繼鉛蓄電池之后所占比例較大的實(shí)用化電池，也將成為用于高端電動(dòng)自行車產(chǎn)品的電池。關(guān)于大型鋰離子蓄電池在純電動(dòng)轎車和電動(dòng)巴士，以及在混合電動(dòng)車上試用，展覽示范的已有不少報(bào)道。根據(jù)現(xiàn)在的鋰離子蓄電池發(fā)展水平和經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為電動(dòng)自行車用48V10Ah以下電池組的安全性是有保障的，但大型鋰離子蓄電池要在商業(yè)化電動(dòng)車輛上使用還要做許多艱苦的工作，其原因主要是：純電動(dòng)轎車和電動(dòng)巴士，以及混合電動(dòng)車上使用的電池?cái)?shù)量多、系統(tǒng)復(fù)雜，安全性難度更大，對(duì)可靠性和一致性的要求更高，價(jià)格太高等。曾經(jīng)報(bào)道過深圳比亞迪要在2005年提供200輛以鋰離子蓄電池為動(dòng)力源的電動(dòng)轎車組成出租車隊(duì)之事，現(xiàn)在已推遲到2007年了。［1］

　　燃料電池

　　燃料電池將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能供給電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)車輛。它的主要優(yōu)點(diǎn)是：效率高，可節(jié)省燃料;零排放;噪音小等，特別適合于做車輛動(dòng)力源。氫燃料電池車將是理想的、最終取代以石油產(chǎn)品為燃料的汽車。［1］

　　鋅-鎳蓄電池（Zn-Ni）

　　Zn-Ni蓄電池曾被認(rèn)為是應(yīng)提倡的電動(dòng)車用蓄電池。從4~5年的市場(chǎng)篩選來看，在商業(yè)化的電動(dòng)車上幾乎沒有使用。這主要是由于Zn-Ni蓄電池的價(jià)格貴（每VAh要2.5~4元，為鉛蓄電池的4~6倍）;循環(huán)過程中，初期容量衰減率大，影響了蓄電池組實(shí)際可使用的壽命。另外，鋰離子蓄電池的迅速發(fā)展和價(jià)格降低，使Zn-Ni蓄電池在電動(dòng)車上應(yīng)用更加缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。［1］

　　鋅空氣電池

　　鋅空電池是金屬-空氣電池的一種，屬于半燃料電池范疇。它有比能量高、原材料豐富、價(jià)格不高、無污染等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是電動(dòng)車用電池的有競(jìng)爭(zhēng)力的候選者。

　　美籍華人曾在上海成立了生產(chǎn)機(jī)械可充鋅空電池的博信（PowerZinc），并已建成示范車間。該制造的電動(dòng)自行車和電動(dòng)摩托車用鋅空電池裝車進(jìn)行了行駛里程測(cè)試，分別達(dá)到150km和250km，并做了大量的推廣應(yīng)用工作，在上海市建立了50個(gè)電池更換點(diǎn)。但是不到1年，此推廣試用工作就停止了，市場(chǎng)篩選的結(jié)果是沒有被用戶接受。此后在有些領(lǐng)導(dǎo)支持下，做了一輛用該制造的鋅空電池為動(dòng)力源的電動(dòng)巴士，但受鋅空電池高功率性能差的限制，車的啟動(dòng)和加速性能明顯較差。國(guó)內(nèi)外在開發(fā)電動(dòng)車用鋅空電池方面已經(jīng)做了許多工作。近年來國(guó)內(nèi)電動(dòng)車用鋅空電池的研制工作又重新興起，但是實(shí)踐證實(shí)了鋅空電池原來應(yīng)有的優(yōu)越性，同時(shí)也暴露了一些國(guó)外已報(bào)道過的問題，如鋅電極更換服務(wù)系統(tǒng)和再生成本，氧電極的壽命，電池的電解液滲漏、爬漏或溢出等。

　　電動(dòng)車電瓶不怎么存電的原因和解決方案

　　電瓶不存電，說明電瓶已經(jīng)硫化或者斷格、短路了，硫化的電瓶用修復(fù)儀修復(fù)，斷格、短路的電瓶需要手工開蓋換極板修復(fù)。如果是正常使用造成的虧電，充滿電就行了；但要是因極板硫化嚴(yán)重或陽(yáng)極板上的氧化鉛脫落而到致容量嚴(yán)重下降則只能報(bào)廢。其次電動(dòng)車電瓶的充電次數(shù)是有規(guī)定的，新國(guó)標(biāo)GBT 18332.1-2009 中規(guī)定為400次。循環(huán)次數(shù)到了，電池性能必然下降，因此也就失去修復(fù)的價(jià)值了，輕微的硫化雖然有一定的修復(fù)價(jià)值，但日常生活中很難發(fā)現(xiàn)，因此沒有什么現(xiàn)實(shí)意義。

　　在電池外觀未破壞、鼓脹，無短路、斷路跡象時(shí)，可以采取以下方法嘗試給電池修復(fù)：

　　1、采用正負(fù)脈沖的方式給電池進(jìn)行去極化充電，再完全放電，如此循環(huán)三次，若容量有恢復(fù)跡象，可以多循環(huán)幾次，達(dá)到更好的修復(fù)效果。

　　2、加水修復(fù)，加水必須要加去離子水或純凈水，切勿加自來水，會(huì)造成電池自放電大的問題。具體方法如下：

　　1）先將電池完全放電，因?yàn)榉烹姾箅姵貎?nèi)部酸液密度基本為1.1g/mL以下;

　　2）將蓋片取出，再將安全閥拿掉，注意保存好，不要搞臟了安全閥，以備后用;

　　3）加水，一般12AH的電池一單格加水量為8～10g，20AH的電池一單格加水量在15g左右；

　　4）靜置一小時(shí)左右，將安全閥與蓋片安裝好；

　　5）進(jìn)行充電，充滿電后再進(jìn)行完全放電，如此循環(huán)個(gè)三次。

　　修復(fù)電動(dòng)車電池是件很專業(yè)的職業(yè)，需對(duì)電池內(nèi)部構(gòu)成，以及電池原理要掌握。也不是所有的電池都值得去翻新，一般若能采用補(bǔ)液或補(bǔ)電循環(huán)能夠延長(zhǎng)電池壽命的話就可以去修復(fù)，其它的像無電壓無電流的就沒必要去做了。

　　電動(dòng)車電瓶常見故障

　　1. 不平衡

　　修復(fù)方法：找出容量、電壓、自放電、電池內(nèi)阻等一直的電池一起用。

　　2. 失水

　　修復(fù)方法：撬開電池上方的蓋板。一些電池的蓋板是ABS膠粘接的，一些電池是達(dá)扣連接的。有的是滑板。注意撬開蓋板的時(shí)候，不要損壞蓋板。這時(shí)可以看到6個(gè)排氣閥的橡膠帽。打開橡膠帽，露出排氣孔，通過排氣孔可以看到電池內(nèi)部。一些電池的排氣閥底座是可以旋開的，可以不打開橡膠的排氣閥而旋開排氣閥底座。一些電池的橡膠帽周圍還有一些填充物。打開蓋，用手電照著，看小孔內(nèi)部是否有干涸現(xiàn)象，即電池是否失水。電池的極板是用白色玻璃纖維棉包裹著的，正常情況應(yīng)該是濕潤(rùn)的。用滴管吸入蒸餾水由排氣孔注入電池。把加好水的電池用透氣的遮擋物覆蓋排氣孔，以防止灰塵落入排氣孔。最好用醫(yī)用的二次蒸餾水。補(bǔ)水的原則是寧少勿多。不夠可以再加，多了造成酸比重下降，電池容量就會(huì)不足。無經(jīng)驗(yàn)者可以按每孔5mL掌握。

　　特別提示：補(bǔ)水工具使用玻璃、塑料等吸管。建議使用醫(yī)用一次性注射器，使用方便而且方便計(jì)量。補(bǔ)水工具不能使用任何含金屬的器具，注射器應(yīng)拔去金屬針頭，套一節(jié)塑料管后使用。

　　3.硫酸鹽化

　　修復(fù)方法：將硫化的電池用科帝修復(fù)儀修復(fù)，采用模糊數(shù)字控制理論，通過測(cè)定電池狀態(tài)，在充、放電的同時(shí)不斷發(fā)出正負(fù)變頻微粒波，用10到20小時(shí)的時(shí)間，去除電池里結(jié)晶后變的堅(jiān)硬的硫酸鉛。

　　4. 極板軟化

　　修復(fù)方法：將電池放電止10.5V后，用燈泡深放電1-5小時(shí)。然后用活化儀，活化修復(fù)。

　　5. 短路

　　修復(fù)方法：水電池，可以打孔清晰，將短路的鉛粉弄出！電動(dòng)車電池，可以迅速短路正負(fù)極，將短路的地方燒斷。

　　6.開路

　　修復(fù)方法：100A檢測(cè)電池電壓0V為開路，用單個(gè)測(cè)量的方法，測(cè)量出開路的地方，焊好。用萬用表可以測(cè)量出電池開路的地方。