电动车电池循环寿命快速等效测试方法

电动车电池循环寿命快速等效测试方法

王传庆 钱学海

(南京震寰金辉胶体蓄电池科技有限公司,江苏南京210006)

摘要:经过大量试验对比,找到一个能等效于DB311202 1997和JB/10262(机械部行业标准)的快速寿命试验方法,文中给出测试方法及等效系数。

关键词:电动车;循环寿命:测试方法

中图分类号:TM912 1 文献标识码:B 文章编号:1006-0847(2002)01-0027-02

A fast equivalent testing method for evaluating cycle life of EV batteries

W ANG Chuan qing and QIAN Xue hai

(Nanjing Zhenghuan&Jinhui Gelled Electrolyte Sci-Tech Co.,Ltd.,Nanjing,Jiangsu210001,China) Abstract:Based on a great many experiments and comparisons we found a fast testing method for evaluating cycle life of EV batteries,which is corresponding to the require ment prescribed in domestic standards DB31/ 202-1997and JB/10262.The testing method and equivalent coefficient are also presented. Keywords:E V battery;cycle life;testing method

容量和循环寿命是电动车蓄电池的两个最主要的指标。测电池的容量比较简单、快捷,而循环寿命测试则很麻烦,最快也要3~4个月。我们请教了国内知名专家,他们回答目前尚无模拟的带破坏性的快速测试办法,要了解比较准确的循环寿命只有一次次的实做。据悉,南京大陆鸽、苏州小羚羊等全国上规模的电动车公司都采用这种长时间实做的办法。他们为了对自己的产品负责,不敢掉以轻心,要求在试验室里用5A放电,再以小电流充电,或模拟实际骑行的放电状况,一天做2~3次循环,同时专派电动自行车试车员天天骑行。选择一种电池至少要半年。至于中选后的电池批次间的质量波动,特别是循环寿命的波动,只有在电动车售出去让用户鉴别了,待发现问题已经造成很恶劣的影响。

我们是专门生产胶体铅酸蓄电池的,由于市场的需要,公司在小型密封免维护电池方面,以动力型的6 DZ M 10、6 DZM 14为主。南京大陆鸽电动自行车目前60%~70%的电池是用我公司金辉牌胶体蓄电池6 DZMJ 10型。我公司对电池

收稿日期:2001-08-15的循环寿命清楚、超前掌握、尤显重要。因为每研制一种新的电池配方,或者新的胶体电解质配方,要测循环寿命;选择合作厂的半成品电池(未加胶体电解质的)需要了解它加硫酸和胶体电解质各自的循环寿命;确定配方大批量生产时,必须掌握每个批量产品的随机质量,特别是循环寿命。因此,电动车厂需要掌握快速测试所购电池的循环寿命,我们电池生产厂家更需要掌握运用快速循环寿命的方法。这些情况,迫使我们寻求到一种类似一次次实做的、快速带破坏性的试验,能在7~10d测出该种电池的循环寿命的方法。

我们在对比试验的基础上,经过大量试验,寻找到一个能等效于DB31/202 1997和JB/10262 2001(机械部行业标准)的快速寿命试验方法。该方法简单、快速、等效。现将该方法介绍如下。

1 测试方法

1 1 试验电池 应符合DB31/20

2 1997或机械部行业标准的有关规定。电池其他指标符合标准要求。试验电池2只或1只,置于室温水浴中。

1 2 试验电池的额定容量按2小时率计。如6-DZM 10(市场上通称为12V 12Ah)。6 DZ M

电动车电池循环寿命快速等效测试方法交流与探讨 蓄电池!2002年 第1期27

14(市场上通称为12V 17Ah)等。

1 3 快速循环试验,用4I2(A)放电18min。接着用2I2(A)充电42min。一次充放电共用1h形成一次快速循环。

当放电终止电压低于10 5V时为寿命终止。循环次数∀150次为合格。等效于标准次数350次。这种快速寿命试验,一天可做24次。150次只要6 25d就可做完。此种试验应当在电脑化的自动测试仪上做。如果用人工控制,不仅太累,也难免失准。

具体以6 DZ M 10(12V 12Ah)为例。快速寿命循环时用20A放电18min,再用10A充电42min,组成一次循环。其放出的电量为6Ah。放电深度60%。放电强度是额定容量的2倍,是机械部标准2小时率放电5A的4倍,而相关标准放电深度为66%~70%。放电强度是0 50~0 55C额。本方法采用大电流充放电循环,增大强度,缩短时间,达到等效相关标准。

1 4 等效系数

电池的标准循环次数#快速循环次数∃2 333。快速循环2 333是用比较的方法得出的。方法是同规格同批次的产品,随机抽1~2只。同时间,同环境,用DB31/202~1997方法和本方法同时试验,得出循环次数,多次比较,得出的循环次数之比值。如我公司生产的6 DZMJ 10胶体电池用DB31/201~1997测试,1999年的产品,循环寿命都在375~450次左右,而用快速循环方法都在160~200次左右。2000年下半年生产的产品循环次数在820~940次,而快速循环寿命都在351~ 403次左右。

2 寿命终止

2 1 本试验寿命终止时,电池的2小时率剩余容量为70%%3%。有关标准值是70%,即5A放电1 4h达7Ah(5A放电84min)。用本方法试验,寿命终止时,用5A放电时间在82~86min之间。

2 2 电池解剖的失效模式

我公司生产的胶体动力型电池,当寿命终止时,凡电池的其他指标都符合标准时,解剖观察,大都为正极活物质软化。

我们同时也测试过多家AGM电池。用快速循环寿命方法,少的仅为20~30次,超过150次的极少,而解剖的结果。极板干涸占多数,正极板活物质软化占少数。

3 本方法的优缺点

3 1 优点

如果被测电池的其他指标都达到标准要求时,用本方法测试循环寿命指标,简捷可靠。精度足够要求,误差在%3%左右。

用这种方法,带来的好处有以下几个方面:

(1)蓄电池生产厂家研制工作中新配方的试验、新工艺的筛选极大地缩短了循环寿命试验的时间,从而加快动力型蓄电池的研制速度;

(2)同时对批量生产过程质量控制提供了快速有效的工艺保证,便于把握每月的产品质量;

(3)使电动车厂家评估动力型电池的寿命,缩短了大量时间,节约了大量人力、物力。对自产的电动车的质量可以有效、稳定控制。

3 2 缺点

如果被测电池的其他指标是未知数,如大电流放电能力、耐过充电性能欠佳,用本方法测试时,循环次数就偏低,低于它实际使用寿命。如我们测试过一种电池快速寿命测试60次,寿命终止后又用常规方法,全充全放达50多次。

我们采用此类方法将近一年,同时向我们的客户和同行介绍,以期在大量试验中得到验证和提高。最近得到信息,在蓄电池行业中不少家采用此方法。有的做了些变化,如对12V 12Ah电池采用18A放电20min,用9A充电40min、或20A 放电18min,用11A充电42min等等。但经快速循环寿命试验合格的电池,用常规方法肯定过关。

上述方法是我们在研制生产动力型电池测试循环寿命时内部检测的方法和工艺,现在公之于众。我们认为它既是积极有效的,同时也是不够完善的,且作引玉之砖。

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Chinese LABAT Man No 1,2002