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锂电池组运用于电动自行车

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浏览: 发布日期:2017-07-23 10:50【


市面上各品牌电动车从2010年开始进入每个家庭,但那时绝大多数电动车用的都是铅酸电池。从2012年后开始出现了采用锂电池的电动自行车,常见的规格是电压36V/48V,容量8Ah-12Ah。带脚蹬子的那种电动自行车如果使用48V12Ah的锂电池,纯电续航达50公里。

一、充放电倍率

驱动自行车对充电方面没有特别要求,常见的充电倍率是0.1C-0.3C之间,电池厂轻松达标,但放电倍率上稍高,至少要满足1C,这对电池厂来说压力也不大。但是目前还有一种电动摩托车,采用踏板摩托车外形,时速甚至可以超过100km/h,这种车对电池的要求一下提高到2C-3C,所以如果你是自己组装这种高性能电动车,选购电池时要计算好。

厂商配的电池往往不用操心,自己配的电池一般有3种类型:磷酸铁锂电池,三元锂电池,动力三元电池。他们最高的放电倍率分别是:2C,1.5C,10C。你也可以通过增大电池组的容量来提升1C放电对应的电流。

二、充放电循环次数

磷酸铁锂电池寿命约2000次,三元锂电池约800次,动力三元锂电约800次。但是由于电动自行车中往往不是单体电池,木桶效应导致成组后第一次出现容量上的故障,时间上会提前,大约是单体寿命周期的1/4到1/2。

当然,这也和使用习惯相关。刚刚说过的一切规律在这里都适用,因为我们这里涉及到另一种正极材料:磷酸铁锂了,所以要单说一下。

磷酸铁锂的能量密度比三元锂电低40%,同样能量的电池磷酸铁锂体积大,分量沉,优势在于循环次数多,好保养。比如还是刚刚所说的条件,三元锂电满电存放3个月,电池容量衰减到初始的60%,但磷酸铁锂面对这样严酷的存放条件还可以保持90%,虽然也损失了,但远没有三元锂电那么严重。

这个原因和磷酸铁锂绝大部分能量(85%以上)都集中在3.2V电压上有关,虽然这种电池充电的截止电压有3.6V,但从3.6V到3.2V的区间内存储能量还不到总能量的1%,即便充满后,放置几分钟电压也会回落到3.2V。所以磷酸铁锂自动维持低的电压应力。不容易形成钝化膜。

三、电池内阻

没有特别解释的。

四、电池一致性

一致性问题更加重要,目前电动自行车采用的单体电池大致有2类:

1、小单体电池,也就是18650电池,容量2.2Ah-2.6Ah,每组电池单体数量200个-500个。

2、大单体电池,容量一般为20Ah-40Ah之间,每组电池单体数量15个-30个。

我们以72V40Ah的电池组为例,如果采用小单体电池,就需要20串19并的方式,共380颗18650电池。每20颗首尾相接为一条,19条电池组在任何时候充放电都要求电压差在0.02V以内,听上去要求很高,但实际上却不像想象中的难,因为18650电池的工艺已经非常成熟,同批次电池的一致性相当的好。

如果采用20Ah大单体电池,就需要20串2并的方式,共40颗大单体电池,只要这40颗工作起来同步就没问题了,总得来说大单体电池成组后在一致性上出现问题的几率更小。不利因素也有,如果是磷酸铁锂的大单体电池,一致性会比三元锂电差很多,所以电池组都需要再添加一个自动均衡的电路,在每次充电的末尾判断哪一颗电池需要单独多充一会儿电,来解决磷酸铁锂一致性不佳的弱点。

一致性问题在这里已经上升到很重要的地位,但还没有到极致。

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