/超威電源有限公司　丁元軍　馬永泉　王亮　謝爽/

?

探究蓄電池組中單換專用電池的應(yīng)用

/超威電源有限公司丁元軍馬永泉王亮謝爽/

摘要：單只落后電池在售后返回的蓄電池組中占有很高的比例，本文通過對售后4～8個月返回的電池組進行了檢測分析，制造了用于更換單只落后電池的專用電池——單換專用電池，探究其更換后對蓄電池組性能的影響，并從容量、開路電壓、充電接受能力和均衡充電電壓等方面進行了探究和實驗。通過對其循環(huán)壽命的檢測結(jié)果表明，單換專用電池在更換后完全可以滿足電池組的整體性能要求，同時還能節(jié)約大量的運輸、維護費用。

關(guān)鍵詞：單換專用電池；單只落后電池；均衡電路板

0　引言

電動助力車用密封鉛酸蓄電池由于是串聯(lián)成組使用，隨著循環(huán)壽命的放電深度和次數(shù)的增加，必然會出現(xiàn)單只電池落后的現(xiàn)象，即在電池組中出現(xiàn)了單只落后電池，進而影響了整組電池的使用性能。為此，多數(shù)廠家的售后部門采取了整組退回的措施，這樣做返回的運輸、維護費用較高。更改售后整組更換模式為單只更換模式已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。為此，要求作為單換專用電池應(yīng)具有與未更換電池接近的容量、良好的充電接受能力和保護未更換電池不過放的特點等。

1　單換專用電池設(shè)計方案

根據(jù)單換專用電池的特點和要求，從容量、開路電壓、充電接受能力和均衡充電電壓四個方面進行了設(shè)計。

1）容量設(shè)計。6-DZM-12：正極板涂膏量從原來的31.5g/片（7片/只）減少到28.0g/片；負極板涂膏量從原來的22.0g/片（8片/只）減少到19.5g/片；6-DZM-20：正極板涂膏量從原來的91.9g/片（4片/只）減少到80.0g/片；負極板涂膏量從原來的58.7g/片（5片/只）減少到51.5g/片；通過控制涂膏量使單換專用電池的容量為常規(guī)電池容量的85%～92%。因為4～8月返回電池組中未更換電池的容量基本維持在115～120min（2hr）范圍內(nèi)，將單換專用電池的容量控制在與其接近或稍低，能夠防止未更換電池過放。

2）開路電壓設(shè)計：內(nèi)化成電解液密度從1.255g/cm3調(diào)整到1.240g/cm3；通過控制內(nèi)化成電解液密度使單換專用電池的開路電壓控制在13.0～13.2V之間，較常規(guī)電池的開路電壓13.4～13.6V低0.4V左右，保證單換專用電池在充電時能夠率先達到恒壓階段。

3）充電接受能力設(shè)計：考慮常規(guī)電池的充電接受能力大約在2.8左右（GB/T 22199—2008）且受限于負極（特別是低于0℃時），通過在負極鉛膏中加入0.5%～0.8%的PBX51卡博特高性能碳，使單換專用電池充電接受能力提高20%～25%，從而提高充電轉(zhuǎn)換效率，保證單換專用電池在充電時能夠率先達到恒壓階段。

4）充電均衡電壓設(shè)計：在每只電池的上蓋內(nèi)部、正負端子間并聯(lián)加裝一只均衡電路板，采用IC控制，具有在溫度超標(biāo)時臨時“溶斷”、在溫度正常時恢復(fù)導(dǎo)通的保護功能，采用導(dǎo)電硅橡膠進行密封和導(dǎo)熱。當(dāng)單換專用電池的充電電壓逐漸升高并達到14.7±0.1V時，均衡電路板的旁路開關(guān)自動打開并恒定此均衡電壓，使絕大部分充電電流從單換專用電池外（均衡電路板中）流過，保證單換專用電池不過充，對其他電池還能夠繼續(xù)充電，實現(xiàn)了充電電壓均衡。

2　單換專用電池制造及性能檢測

1）涂板固化：采用常規(guī)電池板柵，常規(guī)正極鉛膏，設(shè)計后負膏，設(shè)計后涂膏量，常規(guī)固化工藝，分別生產(chǎn)6-DZM-12及6-DZM-20正負極板各1020套。

2）電池組裝：采用常規(guī)鑄焊、封蓋工藝，按設(shè)計在蓋內(nèi)部加裝1只均衡電路板，分別生產(chǎn)6-DZM-12及6-DZM-20電池各1020只。

3）電池化成：采用1.240g/cm3電解液密度，常規(guī)添加劑，常規(guī)內(nèi)化成工藝，分別生產(chǎn)6-DZM-12及6-DZM-20單換專用電池各1000只，另20只用于解剖分析。

4）隨機抽取6-DZM-12及6-DZM-20單換專用電池各10只進行了檢測，其檢測結(jié)果為：容量為常規(guī)容量的85.6%～92.4%、開路電壓為13.01～13.25V、充電接受能力比常規(guī)提高22.2%～38.2%、均衡充電電壓（即旁路開啟電壓）為14.63～14.73V，基本上符合設(shè)計要求。

3　單換專用電池的應(yīng)用

單換專用電池的應(yīng)用包括兩個部分：一部分是在實驗室更換后的應(yīng)用及檢測；另一部分是在市場上更換后的應(yīng)用及反饋。

1）6-DZM-12電池組在實驗室更換后的應(yīng)用及檢測：選取11組6-DZM-12售后返回電池組，先進行1～3個充放電循環(huán)檢測，挑出各組放電終止電壓最低的電池，并將前10組分別更換上10只前面經(jīng)過檢測的單換專用電池，編號1201#～1210#，如圖1和圖2所示，做100%DOD檢測，至150循環(huán)時容量衰減至原來的80.0%～90.1%；第11組換上一只新的常規(guī)電池，模擬單換專用電池作平行對比檢測，編號1211#，如圖3所示。通過圖1可知，在第100次循環(huán)時，容量為原來的98.4%，之后緩慢衰減至10Ah左右，有繼續(xù)衰減的趨勢。放電終止電壓在第80次循環(huán)之前，作為1#單換專用電池，開始放電終止電壓最低，表示被過放，之后放電終止電壓逐漸提高，證明單換專用電池抗過放能力強，具有自我恢復(fù)能力；80次循環(huán)之后，由于4#未更換電池放電終止電壓的不斷下降，造成整組容量的緩慢衰減和其余三只電池放電終止電壓的小幅提升。隨著4#電池放電終止電壓的繼續(xù)下降，其將會成為第二只被更換的單換專用電池。通過圖2可知，容量衰減非常緩慢，至150次衰減為原來的90.1%，其中3#未更換電池明顯是在原電池組中被過放嚴(yán)重，經(jīng)過30次的循環(huán)，被逐漸修復(fù)。30次循環(huán)之后，三只未更換電池的放電終止電壓就非常平穩(wěn)且都高于1#單換專用電池的放電終止電壓，證明1#單換專用電池一直在被過放，也就是表明對三只未更換電池的保護效果明顯，應(yīng)是一種比較期望的最佳狀態(tài)。通過圖3可知，電池組在更換了單只常規(guī)電池后，由于更換的常規(guī)電池容量高等原因，不具備單換專用電池的特點，使得在放電過程中4#未更換電池在經(jīng)過7個循環(huán)后就始終處于過放狀態(tài)，無法得到很好的恢復(fù)，進而使得電池組容量迅速下降，循環(huán)至32次時，壽命就終止下線，新更換的單只常規(guī)電池未得到有效地利用。

圖1

圖2

圖3

2）6-DZM-20電池組在實驗室更換后的應(yīng)用及檢測：選取10 組6-DZM-20售后返回電池組，先進行1～3個充放電循環(huán)檢測，挑出各組放電終止電壓最低的電池，并分別更換上10只前面經(jīng)過檢測的單換專用電池，編號2001#～2010#，做100%DOD檢測。其實驗過程與6-DZM-12基本相同，具體如圖4 ～6所示。

圖4

圖5

圖6

3）除去實驗室檢測和解剖，其余單換專用電池1900余只通過市場運作，在長江某區(qū)域集中試點銷售，進行單只更換，在2個月內(nèi)更換完畢。在此后的8個月內(nèi)，更換過的電池?zé)o一再次返回，市場反饋良好。

4　結(jié)束語

電池組中各電池的一致性，由于制造原因還存在著一定的差別，在使用過程中必然會出現(xiàn)單只落后的電池。根據(jù)單換專用電池在電池組中的作用，制造專用單換專用電池，并對落后電池進行單只更換，可以解決整組更換的弊端，節(jié)約售后返回成本。

單換專用電池模式是售后服務(wù)模式的創(chuàng)新，在合理讓利給經(jīng)銷商和顧客后，必然會成為一種新的售后服務(wù)模式。

參考文獻：

［1］朱松然，張勃然.鉛蓄電池技術(shù)［M］.北京：機械工業(yè)出版社，1988.

［2］（澳）D.A.J. Rand，等.閥控式鉛酸蓄電池［M］.郭永榔，等譯. 北京：機械工業(yè)出版社，2007.

［3］超威電源有限公司.蓄電池平衡電路 ［P］.中國專利：CN200910156903.8，2010-07-28.