电动车电池原理

蓄电池作为“方便电源”一直被人们所广泛使用，在2003年前普通百姓直接使用还不多见，随着电动车在我国普及化程度不断提高，蓄电池越来越多的贴近百姓生活，但人们又对蓄电池的知识了解甚少：电瓶如何坏损过快、容量减少的电瓶是否可以修复、如何保养电瓶等等提出疑问，在此我们仅对电动车电瓶坏损成因、修复、保养浅谈如下，供读者参考。

电动车一般使用的是免维护的铅酸蓄电池，电解液为胶体状，分为24V、36V 、48V和60V。市面上36V和48V的为多、24V和60V的为少。24V为二节、36V为三节、48V为四节、60V为五节12V的单体蓄电池串联而成；单体电池每节为12V，由6隔串联组成，每隔2V，每隔均有正负极板和胶体电解液。蓄电池坏损原因很复杂，大致分为以下6种：

1、“过充”导致蓄电池坏损。

“过充”就是过量给蓄电池充电而产生的一种对蓄电池化学和物理性能起破坏作用的现象。

“过充”首先是充电器的原因。目前的电动车充电器都有安全充电电压设置，充电电压一般设定在电瓶标准电压的1.2倍以内，如48V的蓄电池，充电电压设定在57.2V以内。蓄电池在放电过程中，电压会逐步下降，当再次给电瓶充电时，充电器的红灯会亮起，表示充电进行时，当电能不断的输入电瓶后，电压会不断升高，直至接近或等于充电电压时充电器绿灯会亮起，此时，充电停止或涓流充电。如果充电器电压元件失灵，充电就不会停止，充电电流会不间断地输入电瓶，电压就会不断升高，电压升高的结果就会加剧电解液的热反应，轻则蓄电池外壳会变形（膨胀），重则致使蓄电池被充爆。

其次是因为蓄电池间电压的不平衡性造成“过充”。上面讲过，电瓶组是由2-5节12V 的蓄电池组成，电瓶刚出厂时，每节电瓶的电压十分接近才配组，但使用一段时间后，蓄电池之间的电压就会产生差异，即所谓的“压差”。电动车充电器在充电时是同时给串联而成的蓄电池组充电，电压较高的电瓶会先充满电，电压较低的蓄电池会后充满甚至一直在充电，由于充电器是以总体电压为充电或停止充电设定的，因此，先充满电的蓄电池就会处在“过充”状态。“压差”小时对电瓶影响不大，“压差”大时，经常“过充”的蓄电池一样会产生电解液热反应加剧，直至把这节蓄电池充坏。

2、“亏电”导致电瓶坏损。

“亏电”是电池电量不足、电压偏低时强行过量放电产生的一种破坏蓄电池极板涂层的现象。要知道，任何车载电器的工作电压都有一个标准范围，超过这个范围电器容易短路甚至烧毁，低于这个范围电器无法启动或正常工作，甚至影响起使用寿命，车载电器和蓄电池都是这样。很多用户在使用电动车时往往是几天充电一次，有的每天行程超过新电瓶标称里程的60%以上，要知道电池容量下降会导致蓄电池电压不足（欠压），电压不足就不能有效的满足车载电器基本的电压供给，当电压下降时，用户还在使用电动车，而蓄电池又不能提供正常的电压，因此就会因车载电器的负载使电瓶欠压出现“亏电”，经常性的“亏电”就会使蓄电池极板铅层逐步剥离，直至极板坏损。

3、启动、加速、过载产生的大电流放电使电瓶坏损。

电动车启动、加速的瞬间电流很大，一般会达到20A—50A，根据电动车电机功率的大小，正常的放电电流一般控制在10A以内为好。由于瞬间电流太大，使电解反应急剧增加，极板涂层必然会受到一定程度的影响，久而久之极板铅层粉末就会因瞬间大电流拉扯逐步脱落，电解液就会发黑（铅粉所致），蓄电池就会报废。过载就是电动车行驶中负载超重，如过量的载货、载人等，过载会使蓄电池放电负荷加大，长时间的大电流放电，会直接影响极板涂层，加快极板软化的过程。还有就是路况不好也会使电动车平繁的刹车和启动。如坑洼、遇红灯、路障等等。这都是造成大电流放电的因素。另外值得提出的是，电动车电

机功率越大，其蓄电池的使用寿命越短，这是因为电机功率越大，放电电流也就越大，对电瓶的损伤也就越大。

4、极板硫化导致电瓶坏损。

什么是电池硫化？在极板上生成白色坚硬的硫酸铅结晶，充电时又非常难于转化为活性物质的硫酸铅，这就是硫酸盐化，简称"硫化"。生成这种硫酸铅的原因是过放电或放电后长期放置时，硫酸铅微粒在电解液中溶解，呈饱和状态，这些硫酸铅在温度低时重新结晶，而在结晶质硫酸铅是析出。这样在一度析出的粒子上一次又一次地因温度变动而生长、发展，使结晶粒增大。这种硫酸铅的导电性不良、电阻大，溶解度和溶解速度又很小，充电时恢复困难。因而成为容量降低和寿命缩短的原因。硫化是蓄电池容量减少的主要症结，但大电流损伤电池极板是电动车电池容量减少更大的症结。

5、“失水”使电瓶坏损。

“失水”是蓄电池容量减少的基本原因之一。电动车采用的绝大部分是免维护铅酸蓄电池，很多用户会说，这种电池是密封的，又是免维护，为什么还存在“失水”现象？其道理很简单，水是参加蓄电池电解反应的重要成分，一旦蓄电池出现过充电、大电流放电、内阻增大、短路等时，容易产生热度并形成水蒸汽，水蒸汽在密封的电池盒内会大部分被留住，但也有极少部分会流失（因电池壳材质的密度所决定），久而久之，电瓶就会出现“失水”状态。一般来说，电动车电池使用6个月以上都会存在“失水”状态，电机功率越大，“失水”状态越严重。

电动自行车电瓶老化的原因分析

2011-05-29 16:52

铅酸蓄电池充放电的过程是电化学反应的过程，充电时，硫酸铅形成氧化铅，放电时氧化铅又还原为硫酸铅。而硫酸铅是一种非常容易结晶的物质，当电池中电解溶液的硫酸铅浓度过高或静态闲置时间过长时，就会“抱成”团，结成小晶体，这些小晶体再吸引周围的硫酸铅，就象滚雪球一样形成大的惰性结晶，结晶后的硫酸铅充电时不但不能再还原成氧化铅，还会沉淀附着在电极板上，造成了电极板工作面积下降，这一现象叫硫化，也就是常说的老化。这时电池容量会逐渐下降，直至无法使用。当硫酸铅大量堆集时还会吸引铅微粒形成铅枝，正负极板间的铅枝搭桥就造成电池短路。如果极板表面或密封塑壳有缝隙，硫酸铅结晶就会在这些缝隙内堆积，并产生膨胀张力，最终使极板断裂脱落或外壳破裂，造成电池不可修复性物理损坏。所以，导致铅酸蓄电池失效和损坏的主要机理就是电池本身无法避免的硫化。