CN102012485A - 一种快速检测铅酸蓄电池循环寿命的方法 - Google Patents

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陈飞
王殿龙
任安福
马换玉
王晓琼
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张天任
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Abstract

本发明公开了一种快速检测铅酸蓄电池循环寿命的方法，包括下列步骤：首先进行实放容量检测，接着需确定蓄电池部分荷电态充放电电压，然后再进行部分荷电态充电电压确定、部分荷电态放电电压确定。以确定的充放电电压U1、U2进行电池的工作循环，以限流0.2-2C电流充电至电压值为U1/只，以2-4C倍率大电流放电至电压值降为U2/只为一个循环，循环若干次数后，再进行容量检测，并将所测放电容量与实际容量进行比对，检测容量低于80％实际容量时判定电池失效。本发明可真实反应电动汽车用铅酸蓄电池在运行过程中的失效模式，显著缩短了检测时间，大大节约了成本和能源。

Description

一种快速检测铅酸蓄电池循环寿命的方法
技术领域
本发明涉及阀控式铅酸蓄电池制备领域，尤其涉及一种快速检测超级电容电池以及电动汽车用铅酸蓄电池循环寿命的方法。
背景技术
循环寿命，单位为次数，它是蓄电池的一项重要指标。
常规的寿命检测试验耗费的时间太长，至少要4-5个月，寿命长的电池试验耗费的时间要6-12个月。业界有过一些快速寿命试验方法，经多家企业试验证实，这些快速寿命试验方法不能反映电池的真实寿命情况、即不能真实反应铅酸蓄电池的失效模式。究其原因是：放电电流太大，偏离实际使用值太多；充电电流太大，失水量大；因充放电电流大，失效模式与常规循环寿命试验方法不同。
对于混合动力电动汽车用阀控式铅酸蓄电池，必须在30％-80％荷电状态窗口下运行。运行过程中，负极板累积形成不可再生的硫酸盐，从而显著缩小负极板的有效表面区域，致使负极板无法提供启动引擎和加速所必须的能量，同时也无法回收刹车能量。现有的寿命测试方法无法真实反映车辆在运行过程中蓄电池的失效模式，寻求快速、且能真实反映蓄电池的失效模式测试方法成为蓄电池行业需要研究和探索的重要课题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种快速检测铅酸蓄电池循环寿命的方法，检测时间短、检测所得数据真实，符合铅酸蓄电池实际使用情况。
本发明通过以下技术方案实现：
一种快速检测铅酸蓄电池循环寿命的方法，包括下列步骤：
(1)实放容量检测：先将蓄电池恒流放电至截止电压10.5V/只，再以恒压15±0.05V、限流0.2-2C电流充电3-5h，如此循环5次，测得五次电池放电容量，以五次循环中单次最大容量值为电池的实际容量；
(2)确定蓄电池部分荷电态充放电电压：
A：部分荷电态充电电压确定：步骤(1)的电池以限流0.2-2C电流充电至电压值为U1/只，按步骤(1)的电池放电方法检测放电容量，到达该电池设定的容量上限，此电压即为确定充电电压；
B：部分荷电态放电电压确定：步骤(1)的电池以2-4C倍率大电流放电至电压值降为U2/只，再以步骤(1)的电池放电方法测定剩余容量，到达设定荷电态下限值，此时的放电电压U2即为确定放电电压；
(3)电池循环寿命检测：以步骤(2)电池确定的充放电电压U1、U2进行电池的工作循环，以限流0.2-2C电流充电至电压值为U1/只，以2-4C倍率大电流放电至电压值降为U2/只为一个循环，循环若干次数后，再按步骤(1)进行容量检测，并将所测放电容量与步骤(1)实际容量进行比对，检测容量低于80％实际容量时判定电池失效。
对于铅酸蓄电池而言，部分荷电态工作模式可分为以下三种：(1)荷电态窗口30％-80％；(2)荷电态窗口40％-70％；(3)荷电态窗口60％-80％。例如，对荷电态窗口30％-80％的，当检测的容量低于步骤(1)电池实际容量的80％时，定为电池失效。在不同荷电态下进行快速检测循环寿命方法类似。
对于上述部分荷电态工作模式，在电池循环寿命检测过程中，均可循环300-800次后进行一次容量检测。
本发明与现有技术相比，具有以下明显优点：
本发明完全模拟电池在使用过程中的充放电工作模式和失效模式，可真实反应电动汽车用铅酸蓄电池在运行过程中的失效模式，快速检测铅酸蓄电池循环寿命，检测所得数据真实，整个检测一般需耗时1.5~2个月，显著缩短了检测时间，大大节约了成本和能源。
具体实施方式
实施例1
以荷电态窗口30％-80％为例进行说明。12v12Ah规格蓄电池进行以下检测。
(1)先将蓄电池以6A(0.5C)恒流放电至截止电压10.5V，再以恒压15±0.05V、限流3A(0.225C)电流充电3-5h，如此循环5次，测得五次电池放电容量为：12.1Ah、12.31Ah、12.26Ah、12.40Ah、12.3Ah、以第四次容量值12.4Ah为电池的实际容量
(2)确定蓄电池部分荷电态电压：
A：荷电80％充电电压确定：步骤(1)的电池以限流0.25C倍率3A充电至电压值为14.5V，后再以6A(0.5C)恒流放电至截止电压10.5V，测定放电容量为9.92Ah，并与步骤(1)实际容量进行比对，得到该电池设定荷电态上限值(80％)，即可确定14.5V为该工作模式的电池充电电压，
B：荷电30％放电电压确定：步骤(1)的电池以24A(2C倍率)大电流放电至电压值为9.8V，再以6A(0.5C)恒流放电至截止电压10.5V，测定放电容量为3.6Ah，并与步骤(1)实际容量进行比对，得到该电池设定荷电态下限值(30％)，即可确定9.8V为该工作模式的电池放电电压，
(3)电池循环寿命检测：以步骤(2)电池确定的充电电压14.5V、放电电压9.8V进行电池的工作循环，以限流3A(0.2-2C)电流充电至电压值为14.5V，以24A(2-4C倍率)大电流放电至电压值为9.8V组成一个循环，每隔500次循环后，再按步骤(1)进行容量检测，并将所测放电容量与步骤(1)实际容量进行比对，检测容量低于80％实际容量时判定电池失效。
实施例2
以荷电态窗口60％-80％为例进行说明。12V100Ah规格蓄电池进行以下检测。
(1)先将蓄电池以33.3A(0.33C)恒流放电至截止电压10.5V，再以恒压1540.05V、限流22.5A(0.225C)电流充电3-5h，如此循环5次，测得五次电池放电容量为：102.5Ah、103Ah、104Ah、104.5Ah、103.8Ah、以第四次容量值104.5Ah为电池的实际容量
2)确定蓄电池部分荷电态电压：
A：荷电80％充电电压确定：步骤(1)的电池以限流0.25C倍率25A充电至电压值为14.7V，后再以33.3A(0.33C)恒流放电至截止电压10.5V，测定放电容量为83.6Ah，并与步骤(1)实际容量进行比对，得到该电池设定荷电态上限值(80％)，即可确定14.7V为该工作模式的电池充电电压，
B：荷电60％放电电压确定：步骤(1)的电池以209A(2C倍率)大电流放电至电压值为8.3V，再以33.3A(0.33C)恒流放电至截止电压10.5V，测定放电容量为62.7Ah，并与步骤(1)实际容量进行比对，得到该电池设定荷电态下限值(60％)，即可确定8.3V为该工作模式的电池放电电压，
(3)电池循环寿命检测：以步骤(2)电池确定的充电电压14.7V、放电电压8.3V进行电池的工作循环，以限流25A(0.25C)电流充电至电压值为14.7V，以209A(2C倍率)大电流放电至电压值为8.3V组成一个循环，每隔500次循环后，再按步骤(1)进行容量检测，并将所测放电容量与步骤(1)实际容量进行比对，检测容量低于80％实际容量时判定电池失效。

Claims (1)

1.一种快速检测铅酸蓄电池循环寿命的方法，其特征在于包括下列步骤：
(1)实放容量检测：先将蓄电池恒流放电至截止电压10.5V/只，再以恒压15±0.05V、限流0.2-2C电流充电3-5h，如此循环5次，测得五次电池放电容量，以五次循环中单次最大容量值为电池的实际容量；
(2)确定蓄电池部分荷电态充放电电压：
A：部分荷电态充电电压确定：步骤(1)的电池以限流0.2-2C电流充电至电压值为U1/只，按步骤(1)的电池放电方法检测放电容量，到达该电池设定的容量上限，此电压即为确定充电电压；
B：部分荷电态放电电压确定：步骤(1)的电池以2-4C倍率大电流放电至电压值降为U2/只，再以步骤(1)的电池放电方法测定剩余容量，到达设定荷电态下限值，此时的放电电压U2即为确定放电电压；
(3)电池循环寿命检测：以步骤(2)电池确定的充放电电压U1、U2进行电池的工作循环，以限流0.2-2C电流充电至电压值为U1/只，以2-4C倍率大电流放电至电压值降为U2/只为一个循环，循环若干次数后，再按步骤(1)进行容量检测，并将所测放电容量与步骤(1)实际容量进行比对，检测容量低于80％实际容量时判定电池失效。
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