蓄電池一般采用串聯(lián)方式使用,即一只蓄電池的正極與另一只蓄電池的負(fù)極相連,將所有蓄電池連在一起,最后余下正負(fù)接線端子與電動(dòng)車(chē)對(duì)應(yīng)接線相連,電動(dòng)車(chē)的電機(jī)、控制器、儀表等是蓄電池的用電負(fù)載。
電動(dòng)車(chē)一般都有電池盒,從安裝位置分有斜杠式,后插式和底盤(pán)式安裝,其結(jié)構(gòu)形狀可謂五花八 門(mén)。每家電動(dòng)車(chē)廠都各有特色。電池盒一般由底槽、上蓋、蓄電池接觸點(diǎn)及充電插座、電車(chē)鎖等組成。底槽與上蓋扣緊,并用自攻螺絲或螺栓緊固。電池盒是按蓄電 池型號(hào)規(guī)格進(jìn)行設(shè)計(jì)的,在整車(chē)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮其良好的散熱性能。
二、蓄電池的充電
“蓄電池不是用壞的而是充壞的”,這一說(shuō)法絕非危言聳聽(tīng),蓄電池充電性能好壞對(duì)蓄電池的使用壽命和使用性能起著舉足輕重的作用,必須重視。
1、蓄電池對(duì)充電工藝的要求
認(rèn)識(shí)蓄電池對(duì)充電工藝的基本要求,是分析各種充電技術(shù)的基礎(chǔ)。蓄電池對(duì)充電 的基本要求是:充電電流應(yīng)小于或等于蓄電池可接收充電電流。否則,過(guò)剩的電流會(huì)使電解水液過(guò)快地消耗掉,產(chǎn)生以下危害:加大蓄電池的失水率,增加維護(hù)工作 量,對(duì)于免維護(hù)電池,會(huì)造成蓄電池的早期失效;產(chǎn)生酸霧,造成環(huán)境污染,危害工人身體健康;使充電效率降低,造成能源的嚴(yán)重浪費(fèi)。
充電過(guò)程,是放電電化學(xué)反應(yīng)的逆反應(yīng)過(guò)程,如果充電電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程在理想的狀態(tài)下進(jìn)行,這個(gè)過(guò)程應(yīng)該是互為逆反應(yīng),即充入的電量與放出的電量應(yīng)基本相等。但在嚴(yán)重析氣的狀態(tài)下,有效充電電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程消耗的電能達(dá)不到總電量的40%,即浪費(fèi)電能60%以上。
氣體的產(chǎn)生聚集在蓄電池多孔電極內(nèi)部,減少了電解質(zhì)與多孔電極的接觸面積,即充電電化學(xué)反應(yīng)界面大幅度減小,使充電化學(xué)反應(yīng)速度降低,充電十分困難,充電時(shí)間延長(zhǎng)。嚴(yán)重的析氣會(huì)損害蓄電池:
?、俅罅繗怏w的產(chǎn)生對(duì)極板活性物有沖刷作用,使活性物質(zhì)容易松軟和脫落。
②在較高的極化電壓下,正極板的板柵會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕,生成Pb02,這種腐蝕物與電化學(xué)生存的Pb02是完全不同的,是一種不可逆的氧化物,導(dǎo)電較差,并使板柵變形,脆裂,失去骨架和導(dǎo)電作用。因此在充電時(shí)應(yīng)盡可能防止過(guò)充電。
長(zhǎng)期充電不足,未反應(yīng)的活性物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生不可逆的高陽(yáng)性的大顆粒PbS04晶粒(即不可逆硫酸鹽化)使蓄電池容量下降,內(nèi)阻加大,充電難度加大,造成蓄電池早期損壞。因此,蓄電池要盡量保證充足電,防止不可逆硫酸鹽化。
2、充電頻次的選擇
蓄電池充電深度對(duì)循環(huán)壽命影響很大,基本呈指數(shù)變化。這是由于正極活性物為Pb02,其結(jié)合牢度不高,放電時(shí)轉(zhuǎn)化成PbS04,充電時(shí)又轉(zhuǎn)化成Pb02,而體積之比約為2:1。因此,對(duì)正極板而言,活性物將會(huì)膨脹收縮反復(fù)進(jìn)行,使其粒子之間的連接逐漸脫落,使蓄電池活性物失去放電特性成為“陽(yáng)極泥”,使蓄電池性能下降,直至壽命終止。放電深度越深,膨脹收縮量越大,對(duì)活性物結(jié)合力破壞越大,壽命越短;反之則循環(huán)壽命越長(zhǎng)。
從理論上講蓄電池使用時(shí)應(yīng)盡量避免深放電,應(yīng)做到淺放勤充,前提是有特別匹配的充電器與之 匹配。但是實(shí)際使用中,由于蓄電池充電受充電器性能和蓄電池本身的離散及充電習(xí)慣及充電速度影響,充電器的電壓均比較高,或多或少都存在過(guò)充電。特別是充 電多數(shù)在夜間進(jìn)行,時(shí)間一般在6-10小時(shí),平均8小時(shí)左右,若是淺放電,其充電很快就會(huì)到達(dá)末期,這時(shí)充電效率變低,會(huì)產(chǎn)生過(guò)充電。過(guò)充電時(shí)間比較長(zhǎng), 加上頻繁充電,就會(huì)使蓄電池壽命因充電受到較大影響。
最理想的充電要求根據(jù)實(shí)際情況而定,要參考平時(shí)運(yùn)行頻率、里程情況、蓄電池廠提供的說(shuō)明,以 及配套的充電器性能等參數(shù)制定充電頻次。按絕大多數(shù)用戶(hù)的情況,蓄電池以放電深度為50%-70%時(shí)充一次電最佳,這樣可使蓄電池壽命達(dá)到最佳效果。實(shí)際 使用時(shí)可折算成騎行里程,在需要時(shí)充一次。
3、溫度對(duì)充電的影響
蓄電池在高溫季節(jié)運(yùn)行,主要存在過(guò)充電的問(wèn)題。蓄電池溫度增高時(shí),各活性物 質(zhì)的活度增加,正極析氧電位一下降,負(fù)極析氧電位也下降(負(fù)值下降),因此,充電時(shí)充電反應(yīng)速度快,充電電流大,充電時(shí)需要的充電電壓較低。為防止過(guò)高的 充電電壓,應(yīng)盡量降低蓄電池溫度,保證良好散熱,防止在烈日暴曬后即充電,并應(yīng)遠(yuǎn)離熱源。
蓄電池在低溫情況下,各活性物質(zhì)活度降低,其電極上的溶解變得困難,充電時(shí)消耗后很難得到 補(bǔ)充,所充電電流大幅度下降,正極板在-20℃時(shí)充電接受電流僅為常溫的70%,而負(fù)極充電受膨脹劑的影響,低溫充電接受能力更低,-20℃的充電接受電 流僅為常溫下的40%。因此,低溫條件下充電主要存在充電接受能力差、充電不足的問(wèn)題,要求提高充電電壓和延長(zhǎng)充電時(shí)間。改善低溫性能主要應(yīng)從負(fù)極著手。 低溫使用時(shí)應(yīng)采取保溫防凍措施,特別是充電時(shí)應(yīng)放在溫暖的環(huán)境中,有利于保證充足電,防止不可逆硫酸的產(chǎn)生,延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。
蓄電池在存儲(chǔ)和使用期間,可定期進(jìn)行活化充電,即所謂的均衡充電,這對(duì)防止蓄電池不可逆硫酸鹽化非常有利,對(duì)蓄電池使用壽命很有好處,值得提倡。
三、蓄電池的使用注意事項(xiàng)
1、防止過(guò)放電
蓄電池放電到終止電壓后,繼續(xù)放電稱(chēng)為過(guò)放電。過(guò)放電會(huì)嚴(yán)重?fù)p害蓄電池,對(duì)蓄電池的電氣性能及循環(huán)壽命極為不利。蓄電池放電到終止電壓時(shí)內(nèi)阻較大,電解液濃度非常稀薄,特別是極板孔內(nèi)及表面幾乎處于中性,過(guò)放電時(shí)內(nèi)阻有發(fā)熱傾向,體積膨脹,放電電 流較大時(shí),明顯發(fā)熱(甚至出現(xiàn)發(fā)熱變形),這時(shí)硫酸鉛濃度特別大,生存晶枝短路的可能性增大,況且此時(shí)硫酸鉛會(huì)結(jié)晶成較大顆粒,即形成不可逆硫酸鹽化,將 進(jìn)一步增大內(nèi)阻,充電恢復(fù)能力很差,甚至無(wú)法修復(fù)。
蓄電池使用時(shí)應(yīng)防止過(guò)放電,采取“欠壓保護(hù)”是很有效的措施。另外,由于電動(dòng)車(chē)“欠壓保 護(hù)”是由控制器控制的,但控制器以外的其他一些設(shè)備如電壓表、指示燈等耗電電器是由蓄電池直接供電的,其電源的供給一般不受控制器控制,電動(dòng)車(chē)鎖(開(kāi)關(guān)) 一旦合上就開(kāi)始用電。雖然電流小,但若長(zhǎng)時(shí)間放電(1-2周)就會(huì)出現(xiàn)過(guò)放電。因此,不得長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)鎖,不用時(shí)應(yīng)立即關(guān)掉。
2、防止過(guò)充電
前面已經(jīng)對(duì)過(guò)充電進(jìn)行了闡述,過(guò)充電會(huì)加大蓄電池的水損失,會(huì)加速板柵腐 蝕,活性物質(zhì)軟化,會(huì)增加蓄電池變形的幾率。應(yīng)盡量避免過(guò)充電的發(fā)生;選擇充電器參數(shù)要與蓄電池良好匹配,要充分了解蓄電池在高溫季節(jié)的運(yùn)行狀況,以及整 個(gè)使用壽命期間的變化情況。使用時(shí)不要將蓄電池置于過(guò)熱環(huán)境中,特別是充電時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離熱源。蓄電池受熱后要采取降溫措施,待蓄電池溫度恢復(fù)正常時(shí)方可進(jìn)行充 電。蓄電池的安裝位置應(yīng)盡可能保證良好散熱,發(fā)現(xiàn)過(guò)熱時(shí)應(yīng)停止充電,應(yīng)對(duì)充電器和蓄電池進(jìn)行檢查。蓄電池放電深度較淺時(shí)或環(huán)境溫度偏高時(shí)應(yīng)縮短充電時(shí)間。
3、防止短路
蓄電池在短路狀態(tài)時(shí),其短路電流可達(dá)數(shù)百安培。短路接觸越牢,短路電流越大,因此所有連接 部分都會(huì)產(chǎn)生大量熱量,在薄弱環(huán)節(jié)發(fā)熱量更大,會(huì)將連接處熔斷,產(chǎn)生短路現(xiàn)象。蓄電池局部可能產(chǎn)生可爆氣體(或充電時(shí)集存的可爆氣體),在連接處熔斷時(shí)產(chǎn)生火花,會(huì)引起蓄電池爆炸;若蓄電池短路時(shí)間較短或電流不是特別大時(shí),可能不會(huì)引起連接處熔斷現(xiàn)象,但短路仍會(huì)有過(guò)熱現(xiàn)象,會(huì)損壞連接條周?chē)恼辰Y(jié)劑,使 其留下漏液等隱患。因此,蓄電池絕對(duì)不能有短路產(chǎn)生,在安裝或使用時(shí)應(yīng)特別小心,所用工具應(yīng)采取絕緣措施,連線時(shí)應(yīng)先將電池以外的電器連好,經(jīng)檢查無(wú)短路,最后連上蓄電池,布線規(guī)范應(yīng)良好絕緣,防止重疊受壓產(chǎn)生破裂。
4、防止連接松動(dòng)和不牢
若接觸不牢,程度較輕,會(huì)發(fā)生導(dǎo)電不良,使其線路接觸部位發(fā)熱,線路損耗較大,輸出電壓偏 低,影響電機(jī)功率,使行駛里程減少或不能正常騎行;若在接線端子部件接觸不牢(絕大多數(shù)故障是在接線端與連線接頭部位),端子會(huì)大量發(fā)熱,影響端子與密封 膠的結(jié)合,時(shí)間一長(zhǎng)就會(huì)發(fā)生漏液“爬酸”現(xiàn)象。若在行駛過(guò)程或充電過(guò)程中出現(xiàn)接觸不牢,可能產(chǎn)生斷路,斷路時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的火花,可能點(diǎn)爆蓄電池內(nèi)部的可爆 氣體(特別是剛充好電的蓄電池,因電池內(nèi)可爆氣體較多,且蓄電池電量足,斷路時(shí)火花較強(qiáng)烈,爆炸的可能性相當(dāng)大。)