CN101924257A - 一种铅酸电池配组方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铅酸电池配组方法，先检测并记录电池的静止电压，检测并记录电池内阻，然后以不同倍率的电流和放电时间对铅酸电池进行一次或多次瞬间脉冲放电，记录每次放电终止电压，放出容量和放出能量中的一个或多个数据，放电检测完成后，按静止电压、内阻、放电终止电压、放出容量和放出能量中的一个或多个参数的差值范围对电池进行配组。由该方法所配组的电池组一致更高，使用寿命更长，而且该方法简单，所需要的测试设备也比较容易实现，有很强的可操作性。

Description

一种铅酸电池配组方法
技术领域
本发明属于铅酸电池领域，涉及一种铅酸电池配组方法。
背景技术
目前，能源枯竭，油价飞涨，全球气候异常，各国对能源安全和环境保护在战略上更加重视。在此形势下，我国对电动车的事业发展也非常重视，在“十·五”计划和“十一五”规划中都将其列为重大科技项目。在“十·五”期间电动车事业有长足的发展。电动车实惠、方便、时尚、环保，成为普通市民理想的代步工具，并受政府部门的大力支持。电池是电动车的能源，是影响电动车性能的关键部件，也是制约电动车发展的关键，而95％以上的电动车使用的都是阀控铅酸蓄电池。
铅酸电池因其价格便宜、材料来源丰富、比功率较高、技术和制造工艺较成熟、资源回收率高等综合因素被各国各种电动车普遍采用和广泛研究。铅酸电池在实际使用时大多需要对电池配组使用，而电池在配组的时候，电池性能的一致性是决定电池组性能以及使用寿命的关键因素，所以如何准确地对电池进行分类配组就显得非常重要。目前大多数电池厂家采用以下方式(1)按一定的时间来放电，放电末期测量电池端电压，电池充满电后静置一段时间，测量电池开路电压，将端电压及开路电压相近的电池配成一组。(2)按一定的端电压放电区间来放电，放电末期测量电池端电压，电池充满电后静置一段时间，测量电池开路电压，将端电压及开路电压相近的电池配成一组。按以上方法配成组的电池往往在使用一段时间后容易出现单只落后，使用寿命短，它们共同的缺点在于：测试条件单一，无法保证配成组的电池性能的一致性，仅可作为参考，但不能成为应用的最终指标。
发明内容
本发明的目的在于针对上述技术问题，提供一种铅酸电池配组方法，该方法利用瞬间脉冲放电，对电池进行分选，优化配组，从而提高电池组中电池的一致性。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种铅酸电池配组方法，其特征在于先检测并记录电池的静止电压，检测并记录电池内阻，然后以不同倍率的电流和放电时间对铅酸电池进行一次或多次瞬间脉冲放电，记录每次的放电终止电压，放出容量和放出能量中的一个或多个数据，放电检测完成后，由静止电压或/和内阻结合放电终止电压、放出容量和放出能量三者中的一个或多个参数的差值范围对电池进行配组。
上述铅酸电池配组方法，其放电倍率为0.5C～50C。
上述铅酸电池配组方法，其放电时间为0.1s～30s。
上述铅酸电池配组方法，其在于将放电检测完成的电池按0mV～100mV放电终止电压差范围进行配组，优选0mV～30mV。
上述铅酸电池配组方法，其在于将放电检测完成的电池按0mV～100mV静止电压差范围进行配组，优选0mV～30mV。
上述铅酸电池配方法，其在于将放电检测完成的电池按0～50mΩ内阻差范围进行配组，优选0～10mΩ。
上述铅酸电池配方法，其在于将放电检测完成的电池按0～100mAh容量差范围进行配组，优选0～50mAh。
上述铅酸电池配方法，其在于将放电检测完成的电池按0～10Wh能量差范围进行配组，优选0～3Wh。
上述铅酸电池配组方法，其在于以不同倍率的电流和放电时间对铅酸电池进行多次瞬间脉冲放电时，每次放电后电池静置5min-60min再进行下一次放电。
上述铅酸电池配组方法，其在于采用瞬间脉冲放电，无需对电池进行全充全放。
具体过程为：
用万用表或检测设备检测并记录电池的静止电压，用内阻检测设备检测并记录电池的内阻。然后将电池连接到瞬时脉冲放电检测设备上，设备具有自动记录数据功能，设备响应时间为0.01～5s，连接好电压采样线，分别以0.5C～50C的不同倍率电流对电池进行多次瞬间脉冲放电，放电时间为0.1s～30s，每次放电后电池静置一段时间再进行下一次放电，记录每次放电终止电压、放出容量和放出能量中的一个或多个数据，放电检测完成后，静止电压或/和内阻结合放电终止电压、放出容量和放出能量中的一个或多个数据的差值范围对电池进行配组，将参数相近的电池配成电池组。以不同倍率的电流和放电时间对铅酸电池进行多次瞬间脉冲放电时，每次放电后电池静置一段时间再进行下一次放电。此配组过程可由电脑筛选完成，此配组方法无需对电池进行全充全放，检测配组完成的电池组可直接包装出厂，无需进行补充电。
放电终止电压差范围是配成一组的电池中最大终止电压与最小终止电压之间的差值的上限。
静止电压差范围是配成一组的电池中最大静止电压与最小静止电压之间的差值的上限。
内阻差范围是配成一组的电池中最大内阻与最小内阻之间的差值的上限。
容量差范围是配成一组的电池中最大容量与最小容量之间的差值的上限。
能量差范围是配成一组的电池中最大能量与最小能量之间的差值的上限。
本发明的有益效果：
该方法充分利用现代自动控制理论，将电池看作一个黑箱，以不同倍率的电流对电池进行瞬间脉冲放电，瞬间的放电不会对电池造成伤害，且不会影响电池的性能，然后，根据电池的放电参数，来确定电池内部参数，综合电池内部参数中与电池性能相关的参数的来对电池进行配组，这样配成组的电池在内部参数上一致，在容量、寿命、电池内阻等多方面的性能也趋于一致，电池组一致更高，从而达到提高铅酸电池使用寿命的目的。所需要的测试设备也比较容易实现，并且具有很强的可操作性。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不将本发明限制在实施例所述的范围之内。
取同一批生产的6-DZM-10的铅酸电池48只，分成三组，其中一组以目前常用配组方式对电池进行配组，另两组采用本发明所提出的瞬间脉冲放电方式进行配组，并对电池组进行初期性能的检测和循环寿命的检测。
实施例1
将充满电的6-DZM-10铅酸电池连接到脉冲放电设备(美国必测公司BITRODE生产的18V300A充放电检测设备，型号：LCN2-300-12)上，连接好采样线。
以7C电流放电2s，静置30min。
以10C电流放电1s，静置30min。
以20C电流放电0.2s，静置30min。
记录静止电压及放电终止电压，具体数据见表1：
表1实施例1中各电池的静止电压和放电数据
Figure BSA00000209473100041
按静止电压差10mV，放电终止电压差20mV范围进行配组，将电池4、7、9、12配成一组。所配组的电池组中各电池的最大静止电压和最小静止电压之间的差值为4mV，小于上限10mV；每次放电后的最大放电终止电压和最小放电终止电压之间的差值均小于上限20mV。
实施例2
将充满电的6-DZM-10铅酸电池连接到内阻电压测试仪(广州晨威电子科技有限公司生产，型号：MP-20-S(200/2000mΩ))上内阻电压测试仪上，检测电池内阻。
将充满电的6-DZM-10铅酸电池连接到脉冲放电设备(美国必测公司BITRODE生产的18V300A充放电检测设备，型号：LCN2-300-12)上，连接好采样线。
以8C电流放电2s。
记录放电状况和数据，具体数据见表2：
表2实施例2中各电池的静止电压、内阻和放电数据
Figure BSA00000209473100051
按内阻差5mΩ，静止电压差10mV，放电终止电压差30mV，容量差20mAh(即0.02Ah)，能量差0.04Wh范围进行配组，将电池3、6、10、14配成一组。所配组的电池组中各电池的最大静止电压和最小静止电压之间的差值为7mV，小于上限10mV；最大放电终止电压和最小放电终止电压之间的差值为16mV，小于上限20mV；最大内阻和最小内阻之间的差值为5mΩ，没有超过其上限5mΩ。最大容量和最小容量之间的差值为13mAh，小于其上限20mAh；最大能量和最小能量之间的差值为0.029Wh，小于其上限0.04Wh。
比较例
将充满电的6-DZM-10铅酸电池连接到充放电设备上，按0.5C电流放电至10.500V～10.800V之间，共计放电145min，记录终止电压，具体数据如表3：
表3比较例中各电池的静止电压和放电终止电压
  编号   静止电压/V   0.5C放电终止电压/V
  1   13.314   10.459
  2   13.320   10.753
  3   13.313   10.768
  4   13.335   10.331
  5   13.326   10.692
  6   13.319   10.749
  7   13.318   10.773
  8   13.329   10.696
  9   13.336   10.542
  10   13.303   10.784
  11   13.318   10.754
  12   13.320   10.752
  13   13.314   10.766
  14   13.312   10.684
  15   13.318   10.961
  16   13.321   10.754
按静止电压差10mV，终止电压差20mV范围进行配组，将电池3、11、12、16配成一组。
将实施例1、实施例2和比较例铅蓄电池组按0.5C放电至终止电压42V，检测电池组初期容量和一致性，详细数据如表4：
表4实施例1、实施例2和比较例所得电池组初期容量检测结果
Figure BSA00000209473100061
在初期容量和一致性上，实施例1、实施例2和比较例放电时间和终止压差基本接近，实施例1、实施例2和比较例初期性能相当，。
将初期性能检测完成的实施例和比较例铅酸电池组按电动自行车用铅酸蓄电池标准进行100％DOD循环测试，比较例寿命为389次，寿命终止时，其中一只电池相对落后，实施例1寿命为612次，实施例2寿命为595次寿命终止时，实施例1和实施例2四只电池没有出现单只落后现象，循环寿命是按目前常用方法配组的电池组的1.5倍以上。
按此配组方法可明显提高铅酸电池的一致性，从而达到提高使用寿命的效果。

Claims (10)

1.一种铅酸电池配组方法，其特征在于先检测并记录电池的静止电压，检测并记录电池内阻，然后以不同倍率的电流和放电时间对铅酸电池进行一次或多次瞬间脉冲放电，记录每次的放电终止电压，放出容量和放出能量中的一个或多个数据，放电检测完成后，由静止电压或/和内阻结合放电终止电压、放出容量和放出能量三者中的一个或多个参数的差值范围对电池进行配组。
2.权利要求1所述的铅酸电池配组方法，其特征在于放电倍率为0.5C～50C。
3.权利要求1所述的铅酸电池配组方法，其特征在于放电时间为0.1s～30s。
4.权利要求1所述的铅酸电池配组方法，其特征在于将放电检测完成的电池按0mV～100mV放电终止电压差范围进行配组，优选0mV～30mV。
5.权利要求1所述的铅酸电池配组方法，其特征在于将放电检测完成的电池按0mV～100mV静止电压差范围进行配组，优选0mV～30mV。
6.权利要求1所述的铅酸电池配方法，其特征在于将放电检测完成的电池按0～50mΩ内阻差范围进行配组，优选0～10mΩ。
7.权利要求1所述的铅酸电池配方法，其特征在于将放电检测完成的电池按0～100mAh容量差范围进行配组，优选0～50mAh。
8.权利要求1所述的铅酸电池配方法，其特征在于将放电检测完成的电池按0～10Wh能量差范围进行配组，优选0～3Wh。
9.根据权利要求1所述的铅酸电池配组方法，其特征在于以不同倍率的电流和放电时间对铅酸电池进行多次瞬间脉冲放电时，每次放电后电池静置5min-60min再进行下一次放电。
10.权利要求1所述的铅酸电池配组方法，其特征在于采用瞬间脉冲放电，无需对电池进行全充全放。
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