造成铅酸电池寿命缩短的主要原因是什么？
来源：宝鄂实业
2019-09-03 08:16
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铅酸电池的使用寿命受许多条件的影响，主要包括其固有特性、使用环境、具体的充放电曲线和管理模式等。由于过充电、过放电以及充放电不均衡给电池带来较大的损害，大幅降低了电池使用效率及循环寿命。
1、充电终止电压和放电终止电压
蓄电池充足电时，极板的活性物质已达到保护状态，再继续充电蓄电池的电压也不会上升，而只是进行水的电解反应，此时电压称为充电终止电压。此时若不及时停止充电，就会造成过充电。
在过充电阶段电池内部所进行的反应为电解水的消耗反应，产生的氧气和氢气会增大电池内部压力；同时由于氧气的产生和吸收都是放热反应，造成电池温度迅速上升。随着电池内部温度和压力都急剧上升，会加快电池的损害速度，严重时会出现电池爆炸等安全问题。
若当容量小的电池充满电时停止充电，则容量大的电池就会充电不足，若电池常在充电不足的情况下投入使用，除使用性能受到影响外，还将造成电池的失效，电池寿命缩短。
过充电的危害是必须对铅酸电池进行均衡充电的重要原因。
放电终止电压是指蓄电池放电时，电压下降到不宜再继续放电的最低工作电压。如果电压低于放电终止电压后继续放电，电池两端电压迅速下降，形成过放电，这样极易对电池造成永久性损害，影响蓄电池的使用寿命。
放电终止电压和放电率有关，一般在低温或大电流放电时终止电压低一些。对于铅酸电池来说它是二次电池，端电压不允许放电至0V，为保证其使用寿命，规定其在不同的放电率下有不同的放电终止电压。
充、放电速度的快慢（充放电率的大小）将影响到蓄电池的端电压以及充放电时间，下图为不同放电率及不同放电深度下的端电压变化曲线。
大容量电池经常处于充电不足和浅放的状态，电池容量会逐渐衰减。而容量小的电池总是处于过充过放的状态，电池容量衰减越来越快，在多次反复的充电和放电后，这种差距逐渐扩大，影响电池的使用循环次数，使整个电池组的寿命缩短。
2、电池放电不均衡
即使是新电池，其性能和实际可用容量也会存在微小的差异。以电池组放电状态为例，对于可用容量相对较大的电池，其放电深度就相对较浅，电池可持续的循环工作次数也较多，电池性能相对稳定。
但对于可用容量相对较小的电池则不然，在放电后期，尤其整个电池组深度放电时，可用容量较小的电池就很容易处于过放电状态，这就会加速电池的老化，如此反复便会形成恶性循环，使电池的实际可用容量越来越小，性能迅速恶化。
电池放电电压状态曲线
因此，随着充放电循环的不断进行，电池单体差异也会越来越大，最终就会发生所谓的“木桶效应”，即由于个别单体的失效而导致整个电池组无法正常工作，甚至会对整个用电系统及驾驶人员造成危害。
4 第四章：如何从根源上解决铅酸电池使用寿命短的行业难题
1、电池的充、放电均衡管理
蓄电池之间的不一致性不能完全消除，但是我们可以通过对蓄电池组均衡充电的方法尽量减小这种不一致性。采用均衡充电方法能抑制蓄电池组整体性能的进一步恶化，虽然它并没有真正的消除蓄电池之间的差异，但是可以保证蓄电池组在下一轮工作前的单体差异达到最小，同时也延长蓄电池组的使用寿命。
未加均衡系统的电池在充放电过程中各个单体电池之间的电压变化较为分散，当达到整组电池的放电终止电压与充电终止电压时，个别单体电池出现了过充与欠充，过放与还未达到放电终止电压的情况，个体电池电压差异较大，不均衡性较为明显，影响了整体电池组的使用性能。
由此可以看出，利用能量转移的方法对串联电池组进行均衡控制是有效的，均衡模块能够实现电池能量的高效自动转移，保证电池组中所有的电池单体在充电与放电中后期都处在同一深度，有效的防止了电池单体的过充、过放电现象，从而提高了电池组使用寿命工作性能。
2、电池剩余电量（SOC）估
电池SOC是描述蓄电池剩余电量的重要参数，相当于传统车的油量，对于蓄电池应用系统意义重大，我们可以通过实时采集电池的充放电状态、电池组总电压、电池组总电流、电池单体温度、环境温度以及串联电池组中的各个单体电池电压等参数，通过相应算法进行剩余电量的估算。有电池SOC作为参考，驾驶人员便能了解当前蓄电池的剩余容量，以及当前负载下可继续运行的时间或里程。
