電動(dòng)汽車(chē)電池理論容量是指活性物質(zhì)全部參加電池成流反應(yīng)時(shí)所給出的電量。實(shí)際容量則是指在一定的放電條件下電池實(shí)際放出的電量。由于放電條件的不同,實(shí)際容量會(huì)有一定的區(qū)別。
電動(dòng)汽車(chē)電池額定容量是指設(shè)計(jì)和制造電池時(shí),規(guī)定或保證電池在一定放電條件下應(yīng)該放出的最低限度的電量,常常被稱(chēng)為標(biāo)稱(chēng)容量。值得注意的是,一個(gè)電池容量是由其中某個(gè)電極的容量來(lái)決定,而不是正、負(fù)極容量之和。因此,實(shí)際電池的容量決定于容量較小的那個(gè)電極,一般在實(shí)際生產(chǎn)中使負(fù)極容量過(guò)剩,那么正極容量則限定了整個(gè)電池的容量。
電池容量的測(cè)定方法與電池放電性能檢測(cè)的方法基本一致,有恒電流放電法、恒電阻放電法、恒電壓放電法、定電壓定電流放電法、連續(xù)放電法和間歇放電法等。根據(jù)放電的時(shí)間與電流的大小就可以計(jì)算電池的容量。
恒電流法是一種較常見(jiàn)的電池容量檢測(cè)方法,采用該方法的優(yōu)點(diǎn)是在放電過(guò)程中電流穩(wěn)定。恒電流法的放電容量與放電電流有很大的關(guān)系,并且放電溫度、充電制度、擱置時(shí)間等都會(huì)對(duì)容量有影響。在同樣的放電制度下,不同的充電制度對(duì)電池的充電效率是不一致的,因此電池的放電容量也會(huì)有區(qū)別。同樣,在相同的充電制度下,擱置10min與擱置1h再進(jìn)行放電容量的測(cè)試,其結(jié)果也會(huì)有2%~5%的差別,具體視電池的自放電性能而定。
在恒電阻法測(cè)試容量的放電過(guò)程中,放電電流不是定值。放電開(kāi)始電流較大,然后逐漸變小。而放電電阻越大,放電電流越小,產(chǎn)生的電壓降越小,工作電壓下降緩慢,放電曲線(xiàn)較平坦,放電容量也越大。
恒電阻放電過(guò)程中電池容量的計(jì)算通常用下式進(jìn)行近似計(jì)算:
式中,Uav為平均放電電壓,即電池剛放電時(shí)的初始工作電壓與終止電壓的平均值。嚴(yán)格地講,Uav應(yīng)該是電池在整個(gè)放電過(guò)程中放電電壓的平均值。
不同種類(lèi)及新舊程度不同的電池不能混用,以免由于電動(dòng)汽車(chē)電池容量的不匹配而引起過(guò)充過(guò)放等情況出現(xiàn)。另外,在電池組中,其整體性能一般是受性能最差的那只電池所決定的。對(duì)于一次電池來(lái)說(shuō),容量的檢測(cè)是破壞性的,因此只有通過(guò)嚴(yán)格的生產(chǎn)控制才能保證產(chǎn)品容量一致性。對(duì)于二次電池,除了嚴(yán)格的生產(chǎn)過(guò)程控制外,還應(yīng)采用分選檢測(cè)來(lái)保證電池容量的一致。
所謂分選,即將電池以一定的容量區(qū)間范圍來(lái)進(jìn)行區(qū)分。如對(duì)AA型MH-Ni電池,其標(biāo)稱(chēng)容量為1200mA·h,那么可以按1200~1225A·h、1225~1250mA·h、1250~1275mA·h等容量區(qū)間將電池分類(lèi)。當(dāng)然,對(duì)于區(qū)間及區(qū)間間距的選擇可根據(jù)實(shí)際的需要來(lái)確定。
分選檢測(cè)一般可分為兩種:容量分選與特性分選。
特性分選也稱(chēng)為曲線(xiàn)分選,是在容量分選的基礎(chǔ)上引申出來(lái)的。容量分選即如前所述的以容量區(qū)間來(lái)對(duì)電池進(jìn)行劃分,而特性分選是在滿(mǎn)足容量分選條件的前提下,對(duì)處于同一容量區(qū)間內(nèi)的電池根據(jù)不同的電壓特性來(lái)進(jìn)行區(qū)分。在對(duì)電壓特性要求嚴(yán)格的情況下,還可根據(jù)整條放電曲線(xiàn)的形狀來(lái)對(duì)電池進(jìn)行特性分選。如下圖所示,以圖中的實(shí)線(xiàn)為基準(zhǔn),確定出曲線(xiàn)的偏離程度,在圖中以虛線(xiàn)表示,放電曲線(xiàn)落在二條虛線(xiàn)所夾范圍內(nèi)的電池就可通過(guò)分選挑選出來(lái),使之具有嚴(yán)格的一致性。
圖示:二次電池的特性分選
以上對(duì)二次電池的分選一般都是通過(guò)計(jì)算機(jī)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的,大多數(shù)的自動(dòng)分選設(shè)備都配備有相應(yīng)的軟件,可以方便地實(shí)行這些操作,一般說(shuō)來(lái),手動(dòng)分選設(shè)備僅可以滿(mǎn)足容量分選的需要,但基本上不能進(jìn)行特性分選,即便在容量分選的情況下,也需浪費(fèi)大量人力才能完成,且操作上較麻煩。現(xiàn)在大多數(shù)二次電池的生產(chǎn)廠家都采用自動(dòng)分選設(shè)備來(lái)進(jìn)行分選操作,分選的條件由計(jì)算機(jī)設(shè)定后發(fā)送至設(shè)備,符合條件的電池就會(huì)被指示出來(lái)。
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