我国是电动自行车生产和消费大国,全国电动自行车保有量已达3.5亿辆,2023年全国规模以上企业累计生产电动自行车4228万辆
随着全国电动自行车保有量不断增多,火灾风险持续上升,80%的电动车火灾是在充电时发生,其中超过一半发生在夜间充电过程中
电动车火灾的主要原因是锂电池热失控,热失控的根本原因在于蓄电池的单体电压差别大,单体电压差别大导致的不良后果如下
1)放电电压差别大,低电压单体过度放电:铅酸电池硫酸铅含量高逐步硫化;锂电池负极锂离子数量少导致层状结构变形坍塌
2)充电电压差别大:低电压单体充电不足储电量减少;高电压单体过度充电,铅酸析气功耗大失水多,锂电池析锂功耗大形成锂晶枝
3)单体间的电压差别大,低电压单体储电量严重不足,恒压期储电位上升少内阻下降多,电流居高不降充电器转灯无望,继续充电引发热失控导致:铅酸电池鼓包,锂电池燃烧爆炸
导致单体电压差别大的原因如下
§现有充电器普遍使用【恒流+恒压+浮充】三段式充电,新电池单体电压差别小,随着充放电次数的增加,单体电压的差别逐步拉大
§单个充电器对N只串联单体充电,串联单体数量N越多,单体电压的差别越大
确保单体电压差别小的充电方法
§恒功率和降功率充电
高效充电区采用恒流充电方法不科学,建议导入【恒功率】和【降功率】充电方法
1恒功率充电的优点
蓄电池的储电量多;析气或析锂功耗低,内阻上升慢;单体电压的差别变化很小
2降功率充电的优点
蓄电池的储电量更多;析气或者析锂功耗更低,内阻缓慢上升;单体电压的差别变化更小
3马斯充电曲线
理想的充电曲线是马斯曲线,【降功率+恒压】充电曲线非常接近马斯曲线
§双胞胎和多胞胎充电
一只充电器单体电压差别大,建议增加【双胞胎】和【多胞胎】充电方法
最科学的充电方法:N只单体电池串联采用N个充电器充电,单体电压不存在差别
两个充电器串联组成双胞胎充电器,充电单体减半,单体电压差别减小
N只单体采用四个充电器充电,充电单体下降75%,单体电压差别非常小
§新型充电器试验结果
配置铅酸蓄电池的电动车,采用恒功率双胞胎充电器充电,单体电压的差别非常小,最低大于14.60V最高小于14.80V
所有单体电池零硫化内阻上升慢,续航能力至少提升10%,循环次数至少提升50%,使用寿命轻松翻一番,充电安全不存在热失控!
1)铅酸电池的三大定律
2)蓄电池的电压特性说明
3)蓄电池充电物理公式
4)蓄电池放电物理公式
5)蓄电池热失控根本原因
6)降功率充电优势说明