電動車從2010年進入每個家庭開始,經過10年的發展,也逐步完成了從鉛酸電池過度到鋰電池組。2012年時候就已經開始出現了采用鋰電池的電動自行車,常見的規格是電壓36V/48V,容量8Ah-12Ah。帶腳蹬的電動自行車如果使用48V12Ah的鋰電池,純電續航達50公里。基本上可滿足家庭的短途出行的需求。瑞鼎電子現在來闡述一下鋰電池的一些相關知識,便于我們選購電動自行車鋰電池,并且我們在使用過程中,可更好的維護電池,使其壽命更長久。
一、充放電倍率
自行車電池對充電方面沒有特別要求,常見的充電倍率是0.1C-0.3C之間,普通的鋰電池都可以做到,但放電倍率上稍高,至少要滿足1C,這對電池廠來說壓力也不大。但是目前還有一種電動摩托車,采用踏板摩托車外形,時速甚至可以超過100km/h,這種車對電池的要求一下提高到2C-3C,所以如果你是自己組裝這種高性能電動車,選購電池時要計算好。
廠商配的電池往往不用擔心,自己配的電池一般有3種類型:磷酸鐵鋰電池,三元鋰電池,動力三元電池。他們最高的放電倍率分別是:2C,1.5C,10C。你也可以通過增大電池組的容量來提升1C放電對應的電流。但是一般在同比的情況下,高放電倍率的鋰電池動力方面表現 的更好,因為倍率更高動力三元鋰電池瞬間放電電流的性能始終要比普通三元鋰更強。
二、充放電循環次數
磷酸鐵鋰電池壽命約2000次,三元鋰電池約800次,動力三元鋰電約800次。但是由于電動自行車中往往不是單體電池,木桶效應導致成組后會出現容量上的故障,成組后的壽命通常是單體的4/1到2/1。
當然,鋰電池的壽命也和使用習慣相關。磷酸鐵鋰的能量密度比三元鋰電低40%,同樣能量的電池磷酸鐵鋰體積大,分量沉,優勢在于循環次數多,好保養。比如還是剛剛所說的條件,三元鋰電滿電存放3個月,電池容量衰減到初始的60%,但磷酸鐵鋰面對這樣嚴酷的存放條件還可以保持90%,雖然也損失了,但遠沒有三元鋰電那么嚴重。
這個原因和磷酸鐵鋰絕大部分能量(85%以上)都集中在3.2V電壓上有關,雖然這種電池充電的截止電壓有3.6V,但從3.6V到3.2V的區間內存儲能量還不到總能量的1%,即便充滿后,放置幾分鐘電壓也會回落到3.2V。所以磷酸鐵鋰自動維持低的電壓應力。不容易形成鈍化膜。這個原因也是磷酸鐵鋰電池的壽命比三元鋰更長的原因之一。
三、電池內阻
關于內阻,可以百度相關資料。內阻是所有電池壽命評定的標準依據。隨著電池的使用,電池的相應抗阻也會變得越來越大。通常情況下,當電池出現故障時,我們可以通過電池的內阻來判定電池對于的單體電芯是否可再次重復使用。
四、電池一致性
一致性問題更加重要,目前電動自行車采用的單體電池大致有2類:
1、小單體電池,也就是18650電池,容量2.2Ah-2.6Ah,每組電池單體數量200個-500個。
2、大單體電池,容量一般為20Ah-40Ah之間,每組電池單體數量15個-30個。
我們以72V40Ah的電池組為例,如果采用小單體電池,就需要20串19并的方式,共380顆18650電池。每20顆首尾相接為一條,19條電池組在任何時候充放電都要求電壓差在0.02V以內,聽上去要求很高,但實際上卻不像想象中的難,因為18650電池的工藝已經非常成熟,同批次電池的一致性相當的好。一致性通常描述的批次電池的電壓和內阻值無限接近,電壓的偏差過大,回答導致電池組成品不均衡,不均衡的電池會在電池組充電幾次后無法正常使用,嚴重時可能發現起火爆炸等風險。內阻的一致性偏差過大時,會直接影響電池的使用壽命。大單體的組合,可能會成為未來的主流方式。更便利的維護越來越重要。
如果采用20Ah大單體電池,就需要20串2并的方式,共40顆大單體電池,只要這40顆工作起來同步就沒問題了,總得來說大單體電池成組后在一致性上出現問題的幾率更小。不利因素也有,如果是磷酸鐵鋰的大單體電池,一致性會比三元鋰電差很多,所以電池組都需要再添加一個自動均衡的電路,在每次充電的末尾判斷哪一顆電池需要單獨多充一會兒電,來解決磷酸鐵鋰一致性不佳的弱點。
一致性問題在這里已經上升到很重要的地位,但還沒有到極致。
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