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新能源汽車鋰離子電池的使用壽命究竟怎么樣?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2021年04月14日  

目前現在的動力鋰離子電池重要的就兩種:磷酸鐵鋰和三元鋰。磷酸鐵鋰長于壽命和安全性,而三元鋰長于低溫性能和單位電池的電容量。


關于電池壽命,普通的電子產品上的鋰離子電池使用壽命大概是5到20年,平均可以達到8年。不過以現在的技術水平,鋰離子電池在電動汽車上的使用壽命大約只有3-5年。


之所以電動汽車電池壽命較短,原因無外乎是工作環境影響和大規模充放電所致。三元鋰的循環次數在500到1000次左右,磷酸鐵鋰在2000次左右;


以最少的500次為例,奇瑞EQ續航是200公里,綜合工況按80%計算是160公里,500X160=8萬,也就是說正常情況下,奇瑞EQ實際行駛大約8萬公里的時候,電池容量就會衰減至最初的80%;假如按磷酸鐵鋰的2000次計算,大概是32萬公里,假如續航400公里的話則是64萬公里。


假如當電動汽車上的電池容量衰減到初始容量的80%以下時,電動汽車的續駛里程將會明顯減少,當電池容量衰減到70%以下時,就必須要更換電池了。


關于目前的很多純電動汽車來說,電池的成本大約占汽車總成本的40%左右,也就是說,更換電池就相當于換了小半個車。⑴環境溫度對電池的影響較大。環境溫度過高,會使電池過充電出現氣體,環境溫度過低,則會使電池充電不足,這都會影響電池的使用壽命。因此,一般要求環境溫度在25℃左右,UPS浮充電壓值也是按此溫度來設定的。實際應用時,蓄電池一般在5℃~35℃范圍內進行充電,低于5℃或高于35℃都會大大降低電池的容量、縮短電池的使用壽命。


⑵放電深度對電池使用壽命的影響也非常大。電池放電深度越深,其循環使用次數就越少,因此在使用時應防止深度放電。雖然UPS都有電池低電位保護功能,一般單節電池放電至10.5V左右時,UPS就會自動關機。但是,假如UPS處于輕載放電或空載放電的情況下,也會造成電池的深度放電。


⑶電池在存放、運輸、安裝過程中,會因自放電而失去部分容量。因此,在安裝后投入使用前,應根據電池的開路電壓判斷電池的剩余容量,然后采用不同的方法對蓄電池進行補充充電。對備用擱置的蓄電池,每3個月應進行一次補充充電。可以通過測量電池開路電壓來判斷電池的好壞。以12V電池為例,若開路電壓高于12.5V,則表示電池儲能還有80%以上,若開路電壓低于12.5V,則應該立刻進行補充充電。若開路電壓低于12V,則表示電池存儲電能不到20%,電池不堪使用。


⑷電池充放電電流一般以C來表示,C的實際值與電池容量有關。例如,100AH的電池,C=100A。松下鉛酸免維護電池的最佳充電電流為0.1C左右,充電電流不能大于0.3C。充電電流過大或過小都會影響電池的使用壽命。放電電流一般要求在0.05C~3C之間,UPS在正常使用中都能滿足此要求,但也要防止意外情況的發生,如電池短路等。


⑸充電電壓。由于UPS電池屬于備用工作方式,市電正常情況下處于充電狀態,只有停電時才會放電。為延長電池的使用壽命,UPS的充電器一般采用恒壓限流的方式控制,電池充滿后即轉為浮充狀態,每節浮充電壓設置為13.6V左右。假如充電電壓過高就會使電池過充電,反之會使電池充電不足。充電電壓異常可能是由電池配置錯誤引起,或因充電器故障造成。因此,在安裝電池時,一定要注意電池的規格和數量的正確性,不同規格、不同批號的電池不要混用。外加充電器不要使用劣質充電器,而且安裝時要考慮散熱問題。目前,為進一步提高電池壽命,先進的UPS都采用一種ABM(AdvancedBatteryManagement)三階段智能化電池管理方法,即充電分成初始化充電、浮充電和休息三個階段:第一階段是恒流均衡充電,將電池容量充到90%;第二階段是浮充充電,將電池容量充到100%,然后停止充電;第三階段是自然放電,在這個階段里,電池利用自身的漏電流放電,一直到規定的電壓下限,然后再重復上述的三個階段。這種方式改變了以前那種充滿電后,仍使電池處于一天24h的浮充狀態,因此延長了電池的壽命。


⑹免維護電池由于采用吸收式電解液系統,在正常使用時不會出現任何氣體,但是假如用戶使用不當,造成電池過充電,就會出現氣體,此時電池內壓就會增大,將電池上的壓力閥頂開,嚴重的會使電池爆裂。


⑺UPS在運行過程中,要注意監視蓄電池組的端電壓值、浮充電流值、每只蓄電池的電壓值、蓄電池組及直流母線的對地電阻和絕緣狀態。


⑻不要單獨新增或減少電池組中幾個單體電池的負荷,這將造成單體電池容量的不平衡和充電的不均一性,降低電池的使用壽命。


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