电动车电池一致性配组技术

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1、电动车电池一致性配组技术电动车电池一致性配组技术电动车电池一致性配组技术摘要：本文对各类二次电池的特点和特性进行了比较；用数学方法对电池失效机理进行了分析，提出了一种表述电池容量Ci与循环使用次数n间函数关系的数学模型；在对判断电池一致性一般方法优缺点的基础上，提出了全程动态特性配组法FCDCM，并对FCDCM方法的实现和应用作了详细论述。关键词：电动车蓄电池充电一致性寿命1.综述随着人类对自身生存环境的重视，对现代文明带来的巨大副作用危机的理解加深，对将来人类社会的工业文明及物质文明的重新定义和

2、认识的改变，人们深刻意识到发展经济必须遵循两大原则：环境保护和不可再生资源的合理使用。电动自行车正是顺应这两大主题概念而产生和发展的社会产品。是人类对自身保护的使然，是人与自然关系正确处理的必然。可以这么说，电动自行车是具有初级"后现代文明"鲜明特征的典型产品。以电池为动力源的电动自行车，电池的好坏优劣直接影响着电动自行车最主要的使用性能指标和产品的有效使用价值。过去，电动自行车曾有着三起三落的惨痛教训，败就败在电池上。现在，电动自行车功性能指标日臻完善，作为社会商品的可使用性大幅度提高，这也得益

3、于电池技术突飞猛进的发展，故将来成功也成在电池上。可谓关乎于生死存亡的大事，不可等闲视之。近十年来，二次电池技术以异乎寻常的速度发展，密封免维护铅酸电池、铅布水平电池、镍氢电池、镍锌电池、锌空电池、燃料电池、锂离子电池、高分子聚合物锂离子电池齐头并进。有的制造工艺获得重大改进，有的材料特性取得极大发展，有的研究开发获得重大突破，带来了令人向往的应用前景。这也就为电动自行车技术和产业发展奠定了基础和带来了迅猛发展的可能。将技术更加先进、性能更为优良的电池新技术及技术产品更快的用于电动自行车领域，将会

4、带来电动自行车性能、功能、外观的显著改进，大为提高电动自行车产品可使用性和价值性，增强产品的市场竞争能力。但每个技术和产品在其应用过程中，在带来优点的同时，也都同时存在其特有的、异于过去常规的特点、规律、问题及不足。只有认真解决了这些问题和不足后，才能体现新产品、新技术带来的显著优点，产品的功、性能才会大幅度得以提高。正是基于此目的，本文就二次电池在电动自行车上使用的一些观念、问题、不足加以阐述，进而提出相应的对策和解决方法就电动自行车而言，现阶段适合其使用的主要为三种：铅酸类蓄电池、镍镉镍氢类电

5、池、锂离子类电池。铅酸类蓄电池主要是阀控免维护电池，胶体电池和铅布水平电池也开始小批量试用使用。主要特点是价格低廉，技术成熟，使用性能稳定。其主要问题是比能量低，体积大，质量重，循环寿命较短。同时还存在废弃电池残酸液和金属铅的二次污染问题。镍氢电池(镍镉电池由于镉对环境的污染，以逐渐淘汰，故不讨论)容量较高，无记忆效应，制造材料对环境污染很少，人们习惯称其为环保电池，是九十年代涌现出的电池家族中新秀，发展迅猛。它和NiCd蓄电池一脉相承，只是以吸藏氢气的合金材料(MH)取代Nicd蓄电池中的负极材

6、料镉Cd、电动势仍为1.32v。且能量密度高于Nicd，对环境不存在任何污染问题，具备NiCd蓄电池的所有优异特性。但是，Ni-MH蓄电池也有美中不足，那就是吸藏氢气的合金材料远比镍镉NiCd的镉Cd贵重，镍材料也不便宜。因此，Ni-MH蓄电池的重要研究课题之一是降低材料成本，其难度也是很大的。锂离子二次电池是继镍氢(Ni-MH)电池后最新一代可充电电池，其质量比能量是Ni-MH电池的1.5-2倍，具有工作电压高(3.6V)、安全、循环寿命长和无记忆效应的优点，工作温度范围可达-20-60℃。锂离

7、子电池既保持了锂电池高电压、高容量的主要优点，又具有循环寿命长、安全性能好的显著特点，锂离子电池将是继镍镉、镍氢电池之后，在下世纪相当长一段时间内市场前景最好，发展最快的一种二次电池。这三种电池的性能性能指标对比见表1。表1几种电动自行车常用电池性能对比电池种类性能铅酸Pd-acid镍氢Ni-MH锂离子Li-ion比能量(Wh/Kg)32-3560-80130能量密度(W·h/L)90135170比功率(W/kg)130170300循环寿命(次)50010001200平均电压(V)1.21.23.

8、6电压范围(V)1.0~1.41.0~1.43.0~4.2自放电率(%/月)430~356~9有无记忆效应无较小无有无污染有无无2.问题的提出单体电池的性能再优良，质量再好，若同组使用的各单体电池特性不一致或组合封装时初始状态不一致，都会导致二次电池组整体特性急剧衰退和部分电池的加速损坏。故保证配组电池特性的一致和确保单体一致性充电这两个环节就至关重要了。这也是二次电池在电动自行车上成功应用和保证二次电池特性充分发挥的关键要点。众所周知，在实际使用过程中，当充电或放电容量大于获小于