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蓄电池的单体电压非常低：铅酸蓄电池单格电压2.0V，三元锂电池单体电压3.7V；为了获得需求的电压，蓄电池必须由N只单体串联 串联电路特点：电流I相同；储电位E和内阻R差别引发电压U差别；电压差别导致储电位和内阻差别；放电电压U=E-IR，充电电压U=E+IR 蓄电池工作电压正常，物质结构变化小，熵增慢容量下降慢；蓄电池过放或过充，物质结构变化大，熵增快容量下降快 § 电压不均衡的严重后果 1 放电电压差别大：低电压单体容易过度放电，铅酸电池硫酸铅含量高逐步硫化，锂电池负极层状结构逐步变形 2 充电电压差别大：高电压单体过度充电内阻上升快，铅酸电池析气失水多酸浓度高，锂电池析锂多逐步形成锂晶枝 3 电压差别明显变大：低电压单体充电不足严重储电位很低，高电压单体内阻大储电位低 转恒压ΣEi 非常低，恒压后期ΣEi 不上升ΣRi下降缓慢，电流居高不降充电器转灯无望，继续充电引发热失控 恒压期电流I = {C –ΣEi}/ΣRi ，铅酸C=n×14.7V，锂电C=n×4.2V § 电压均衡热失控风险低 1 放电电压差别小：余电20%不存在过放电，铅酸电池零硫化，锂电池负极结构不变形 2 充电电压差别小：高电压单体内阻上升慢，铅酸电池析气失水少，锂电池析锂量少 3 转恒压单体电压差别小：低电压单体充电足储电位高，高电压单体内阻大储电位低，储电位下降正比于总内阻上升 恒压期总储电位正常上升，总内阻和电流正常下降，充电器正常转灯不存在热失控 § 储电期电流前高后低的三大优点 三段式【储电+恒压+浮充】充电：转恒压储电位E=C-IR，储电量=∫IEdt—析气或功耗，析气或析锂功耗=∫I²｛U—Ux｝dt 容量20ah储电期电流：恒流3.0A➡️3.0A；恒功率3.2A➡️2.6A；降功率3.6A➡️2.0A 1 转恒压电流小：单体内阻分压低差别小，单体储电位高差别小；循环次数增加，单体充电电压的差别变化很小 2 储电前期电流大储电能力强储电位上升快；储电后期电流小内阻分压低，储电位高储电时间长；“电流乘以储电位”的时间积分大储电多 3 恒压期电流小温升低，析气或析锂电压高，电流下降快恒压时间短，析气或析锂功耗低 【1】蓄电池电压不均衡原因 导致单体电压差别大的主要原因 1）储电期采用恒流充电，循环次数增加，单体电压的差别逐步拉大 2）N只电池采用一个充电器充电，单体数量越多电压差别越大 3）新电池单体电压先天存在差别 4）放电电流越大单体电压差别越大 5）余电小于20%充电单体电压差别大 6）浮充期时间缩短单体电压差别变大 【2】保持电压均衡的方法 确保单体电压差别小的主要方法 1）储电期采用恒功率或者降功率充电，循环次数增加，单体电压的差别变化很小 2）N只电池采用双胞胎或者多胞胎充电器充电，充电单体越少电压差别越小 3）新电池起跑线优化单体电压差别小 4）电动车的性能良好单体电压差别小 5）电动车行驶阻力小单体电压差别小 6）余电大于30%充电单体电压差别小 7）浮充期大于二小时单体电压差别小 【3】关于《电动自行车用充电器安全技术要求》（GB 42296） 建议修改3.9：热失控 thermal runaway，充电时出现的一种异常现象，高压充电区即恒压充电期间，电流居高不降充电器转灯无望，继续充电温度连续升高，进而使蓄电池组破坏 建议3.10增加:恒功率和降功率充电；双胞胎和多胞胎充电    |
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