电动自行车铅酸电池使用及选购技巧!
电动自行车由于经济实惠,早已成为较低收入群体的交通工具。电动车使用中最大的一笔集中开支,就是更换蓄电池的费用。一般更换一组蓄电池,商家给予的保修期是一年,正常情况下,大多数可以使用1年半。更换一组36v(3只)的,价格在270元左右,48v(4只)的,价格在350元左右,这个价格是冲抵了旧电池回收费用的。以一组蓄电池使用18个月(550天)、平均每天骑行30公里计算,每天在蓄电池上支出的费用分别为0.50元和0.65元。
怎样延长蓄电池的使用寿命,对于较低收入群体的上班族,具有减少家庭支出、提高生活质量的意义。
总结起来有两个方面:一是正确地使用和保养。二是及时补充液体,这样可以大大延长蓄电池的使用寿命。
一、正确使用和保养
1.缓慢加速。尽量保持中速行驶中速行驶最省电,对电池的冲击最小。笔者做过实验,新电池以不超过15公里/小时的速度,可以行驶60公里左右,如果以25公里,小时的速度,则只能行驶45公里左右。
2.行驶中不要突然大幅度加速。突然大幅度加速意味着电池强电流放电,不但伤害电池的极板,使电池容量快速下降,寿命缩短,而且还很容易烧毁钥匙电门(俗称丝尾子)的开关接点。
3.及时充电。铅酸蓄电池的特性应该充满电存放,不要等电放完了再充,这样会加快电池极板的硫化,使电池的容量很快降低,寿命缩短。
4.及时补充液体。蓄电池是靠一定浓度的硫酸溶液和铅化学反应产生电能,一旦液体不足,使用中电池很快会发热损坏,因此,及时补充液体至关重要。
二、蓄电池的选购
1.选购纯铅酸蓄电池。应选择有信誉的产品根据多年使用的体会,纯铅酸蓄电池技术成熟,质量有保证。市面上有种所谓新型高科技材料的“硅胶体”蓄电池,由于技术不成熟、质量不稳定,行驶了不久就出现容量不足的问题。
2.选购上盖可以抽出、有定位槽结构的电池。因为要多次为蓄电池补充液体,上盖可以抽出、有定位槽结构的电池,可以非常方便地打开加液,加完液体插上盖就还原。有些电池的上盖是用胶粘接的,加液时只有用工具撬开,非常容易撬裂,无法恢复原状,最好不采用。
三、加液的经验技巧
1.补充液体的时间。蓄电池最怕缺水,新电池从使用日开始计算,8个月左右就要给电池补充第一次液体,这期间如果正好经过炎热的夏天,那么6个月左右就应该补充液体。之后每4~5个月补充一次。
2.液体的来源。建议使用配套的酸液,效果较好。到各维修点更换电池时,商家一般都承诺一年后免费为电池加一次液体。可带上两只空矿泉水瓶,与商家商量,要两瓶该品种蓄电池厂家随电池配套的酸液,条件是今后不再要求商家加液,商家一般都愿意,因为不会再来麻烦他了。酸液带回家后要贴上标签,注明是酸液,妥善保管,不要让小孩接触,以免发生意外。
3.加液的步骤。第一次加液就加这种原厂配套的酸液,每只电池有6个单元(6格),每格蓄电池加液5毫升,不能多加。步骤是打开蓄电池盒,用50w的电烙铁将连接线全部焊下,逐个取出电池,字排开,推开上盖,用镊子将每格瓶口的橡胶盖逐一取下。取橡胶盖时要特别小心,眠腈不要正对瓶口,因为瓶内有压力,有可能突然冲开橡胶盖伤及眼睛,最好戴上防护眼镜。同时也将每个瓶口凹槽内的一圈白色的石棉毡(用于吸收溢出的酸液)夹出放在旁。将矿泉水瓶中的酸液倒大半碗在干净的瓷碗中,这样做的目的是使之不容易翻倒,保证安全。然后用大号注射器(配大号针头,药店有售),在碗中抽取5毫升酸液,将针头伸人电池瓶口中,注意不要太深,以免损伤电池内部结构,缓缓将液体注八。操作中每加完格立即做出记。号,以免重复加液或者漏加液。加液完毕用棉布将电池格擦拭干净,再放回石棉毡,盖上胶盖,插上盖板,恢复原样。焊接连线时,时间要尽量短,以免烫坏电池桩头,但不能虚焊假焊,特别要注意电池串联的正、负极性。
第三次加液就不能再加酸液了,因为此时蓄电池只是水份蒸发,酸仍然保留在电池内,缺的是水而不是酸。如果再加酸液,就会使酸的浓度大大上升,会损坏电池。
从第三次开始,加液只能加蒸馏水。如果蒸馏水不好找,可以在超市买瓶装纯净水代替,注意千万不能用含矿物质的矿泉水,只能用纯净水。笔者直使用乐百氏纯净水。根据笔者的实践结果,照此时间和方法为蓄电池补充液体,可以使蓄电池的寿命延长12—18个月。
四、容量显着下降的蓄电池的处理
有些蓄电池由于没有及时补充液体,容量显着下降,骑行几公里就没电了,半小时不到就充满了。这种电池如果使用时间已经2年以上,一般没有恢复价值,只能更换新的。如果使用时间在1年半以内,采用以下的方法处理,容量可恢复一倍,续航里程可达15公里,如果有条件单程充电,可以满足在市区内上下班的需要,继续使用6~8个月。
对于这种因维护不当、容量显着下降的蓄电池,有的电池单元格瓶内液体已经变成碳黑色,并且有许多沉淀物。这种情况应该首先进行彻底冲洗。)中洗方法是用针管先将瓶内液体逐个全部抽出倒掉,然后用针管将纯净水快速注入瓶内冲洗,注满后再抽出倒掉,重复若干次,直到每格电池都冲洗到水中没有黑色的沉淀物为止,最后抽干瓶内余水,等待加液。
仍然按照每格5毫升的标准,注八配套的酸液,所有电池加完一遍后,静置20分钟,用手电筒察看,液体应该刚刚淹没极板,如果液体不足,再每格加入3—5毫升,直到液体刚刚淹没极板为止。
UPS厂商在配置蓄电池时,所选用的设计容量是完全满足甚至超过负载不停电供电的功率容量和供电时间要求的,但是在UPS投入运行后,用户常常发现在市电停电后UPS不停电供电的实际时间远小于设计值,造成这种现象的原因,大多数情况下并不是最初配置时蓄电池的备用容量不够,而是蓄电池的容量没有发挥出来。造成蓄电池实际容量降低的原因很多,有电池质量问题,但更多的是使用和维护问题。
(1)电池容量
铅酸蓄电池的极板在制造过程中,对生极板进行充电化成,便正极板上的铅变成二氧化铅,负极板上的铅变为海绵状铅,但是制造厂商对极板进行化成的时间有限,不可能将所有的物质均转化成活性物质,为此,国家标准规定新电池达到90%容量为合格,只有在随后的日常使用中,容量逐渐达到正常值,安装两年后要求达到100%。
电池组的额定容量是在规定的放电率下得出的,放电率(1/H)=放电电流(A)/电池额定容量(Ah)例如,UPS电源中所用的小型蓄电池的典型规格之一是l2V、6Ah/2Ohv,此规格定义为输出直流电压l2V,标称容量为6Ah,放电率条件为20hr。具体含意是:把输出直流电压l2V的电池组置于以20H恒放电率条件下进行放电,一直放到其输出电压由l2V降到l0.5V时,所测到的总安时数应为6Ah。
我国、日本、德国工业用电池采用10小时率(表示为C10),美国工业用电池标准为8小时率(表示为C8,)。在实际使用时,其放电率并不等于标准容量规定的放电率,当实际放电率大于标称容量规定的放电率时,其实际输出的容量要小于标称容量。
我国电力、邮电标准规定,10小时率电池,当采用1小时率放电时,其容量为标称容量的55%,即0.55C10。日本工业标准规定2V/10小时率电池,1小时率时容量为0.65C10,6V、12V,10小时率电池,1小时率容量为0.6C10。20小时率电池,10小时率容量为0.93C20,1小时率容量为0.56C20。
蓄电池的寿命有两种表达方法:一种为深循环使用的电池,另一种为浮充使用的“备用电源”电池。深循环使用的电池以深循环次数来表示其使用寿命,以0.8C10深度充放电循环使用的电池,其寿命达到1200次以上,而浮充使用的电池,年限可达到10~20年。蓄电池只有80%容量时认为寿命终止。
实际使用寿命与设计使用寿命有很大差别,这主要取决于电池中水的损失情况。在设计条件下使用可达到设计寿命,而当外部条件如温度、充电电压、放电深度等变化超出设计要求时,实际使用寿命会大大低于设计寿命,实际使用容量也会低于设计容量。
(2)放电率对电池实际可输出容量的影响
电池容量C(Ah)等于放电电流(A)与电池电压达到下限值的放电时间(h)的乘积,而放电率(1/h)是实际放电电流(A)与电池标称容量(Ah)的比值。
在UPS的实际运行中,市电掉电后,要求电池逆变承担全部的负载功率,放电率视后备时间的不同而有很大差别,例如标机在1Omin左右,维持时间很短,放电率很大,长延时机可达4h或8h,放电率很小。
所以蓄电池的实际放电率并非蓄电池规格定义中的放电率,图5-1所示的放电曲线反映了不同的放电率对电池容量的影响。
屯池的实际放电电流越小,电池的电压能维持的稳定时间越长,反之亦然。例如,对1OOHR电池组而言,当放电电流为5A时,放电率为0.O5C,其输出电压维持在12V以上的时间长达10h以上,当电池电压下降到临界电压10.5V时,放电时间可达2Oh,电池释放的容量基本上是它的标称容量。若将放电电流增大至1OOA,放电率为1C,则输出电压维持在l2V以上的时间不到1Omin。当电池电压下降到临界电压时,可维持放电时间超过3Omin,实际放出的容量为58.3.M左右,远低于标称容量1OOAh。
电池组允许的放电临界电压值和实际可供利用的容量(AM都弓电池的放电电流大小有密切的关系。
蓄电池所允许放电时间为电池在实际放电电流下进行放电时,电池电压从额定值下降到它所允许的临界电压时所用的时间。
蓄电池可供使用的效率为它在实际放电电流下所能释放出的实际最大容量与它的额定容量的比值。
要注意在不同的放电率情况下,电池端电压下降的临界值也在变化,放电率低时,例如0.01C时,实际释放的容量接近标称容量,所允许的电池端电压下降也高(10.5V),放电率大时例如1C,实际释放的容量小,但允许的电池端电压也可以低些(8V)。
过度的大电流放电工作方式是不利的。在为UPS配置电池时,单凭UPS在电池逆变期间所需要的输出电流和电池供电时间来配置所用电池的标称容量是不够的,还必须根据电池逆变时的放电率和所选电池规格的输出特性,适当增大所配电池容量。