电动助力车用铅酸蓄电池的配组方法
技术领域
本发明涉及蓄电池配组技术领域,尤其是涉及一种按照各单体电池的电性能一致性分组构成铅酸蓄电池组的电动助力车用铅酸蓄电池的配组方法。
背景技术
电动助力车用铅酸蓄电池组装车时多以3只或4只串联成36V或48V,也可5只、6只串联使用,因此,蓄电池组中各蓄电池的电性能一致性将会对蓄电池组的总体性能带来重要影响。
在实际使用过程中,因用途不同及受路况限制,几乎不可能以单一恒电流骑行,因此,蓄电池组会以不同的电流放电。
但是,蓄电池组在加工制造过程中,受诸多条件影响或限制,导致各蓄电池电性能不尽相同;蓄电池组中的单只蓄电池电性能落后,会造成整个蓄电池组电性能快速下降,导致蓄电池组使用寿命下降。
中国专利授权公开号:CN102109577A,授权公开日2011年6月29日,公开了一种基于灰色统计理论的铅酸蓄电池电量均衡显示方法,步骤如下1.1定周期连续采样放电时铅酸蓄电池组的各单体放电端电压Ui(0)(k),铅酸蓄电池组的各单体放电电流Ii(0)(k)和铅酸蓄电池组的各单体温度Ti(0)(k);其中:i代表铅酸蓄电池组第i单体,k为采样时刻;1.2按照上限效果测度统一铅酸蓄电池组的各单体放电端电压Ui(0)(k),铅酸蓄电池组的各单体放电电流Ii(0)(k)和铅酸蓄电池组的各单体温度Ti(0)(k)的序列极性。该发明的不足之处是,功能单一,不能按照各单体电池的电性能一致性分组构成铅酸蓄电池组。
发明内容
本发明的发明目的是为了克服现有技术中的铅酸电池组中的单只蓄电池电性能落后,造成整个蓄电池组电性能快速下降,蓄电池组使用寿命下降的不足,提供了一种按照各单体电池的电性能一致性分组构成铅酸蓄电池组的电动助力车用铅酸蓄电池的配组方法。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种电动助力车用铅酸蓄电池的配组方法,所述配组方法所采用的装置包括充放电机、继电器、计算机和m个电压表,计算机分别与继电器、充放电机和各个电压表电连接;包括如下步骤:
(1-1)将依次串联的m只蓄电池、继电器和充放电机电连接构成充放电回路;计算机中设有终止放电阈值V1,配组蓄电池阈值V′;在放电过程中,m个电压表分别为编号与1至m的m只蓄电池的正负极电连接;
(1-2)计算机控制继电器闭合,计算机通过充放电机将充放电回路中的电流调节为电动助力车起步或爬坡的电流A1,放电4至6min;
(1-3)计算机通过充放电机将充放电回路中的电流调节为电动助力车正常行驶的电流A2,放电15至25min;
(1-4)计算机控制继电器断开1至3min;
(1-5)重复步骤(1-2)至(1-4)至少2次,计算机计算各个电压表检测电压的平均值当时,计算机控制继电器断开,计算机将各个蓄电池的编号及与其相对应的放电终止电压存储到存储器中;
(1-6)计算机控制继电器闭合,计算机通过充放电机将充放电回路中的电流调节为至充电12至14h;
(1-7)计算机控制继电器断开,24-48h后,计算机将各个编号蓄电池的开路电压存储到存储器中;
(1-8)计算机将各个蓄电池的放电终止电压与V′相比较,将放电终止电压<V′的各个蓄电池的编号及与其相对应的放电终止电压、开路电压从存储器中删除;
(1-9)计算机对存储器中各个编号的蓄电池进行分组:
计算机按照放电终止电压的大小对各个蓄电池进行排序,计算机将放电终止电压相近的至少2只蓄电池分为一组,并且一组中的蓄电池满足下述条件:组内两只蓄电池之间的最大开路电压差≤0.04V,组内两只蓄电池之间的最大放电终止电压差≤0.25V。
本发明采用的波段式电流配组放电模式,可有效提高蓄电池组在各种使用条件下的组合一致性,降低因单只蓄电池落后而导致的电池组电性能下降,使用寿命低的问题。
本发明首先模拟起步或爬坡状态的放电,再模拟正常行驶的放电,然后模拟遇红灯短时等待放电,如此反复循环多次;放电过程中不但检验了各蓄电池的大电流性能、2hr放电性能、电压恢复性能,更重要的是模拟了实际使用状态下的组合一致性,在此条件下完成的配组与实际使用过程中的电流变化趋于一致,配组后的蓄电池组的综合电性能更加稳定,使用寿命长。
本发明在现有化成工艺的基础上,对恒流配组放电步骤进行了创新和完善,将恒定电流变为更加接近实际使用状态的动态电流,在不同放电倍率的条件下,电池的电性能表现是不一样的,通过动态的放电模式能将综合电性能更接近的蓄电池配成一组,提高了蓄电池组的循环一致性,延长了使用寿命。
作为优选,若组中的各个蓄电池放电终止电压均位于11.20V~11.00V,应满足组内两只蓄电池之间的最大放电终止电压差≤0.05V;
若组中的各个蓄电池放电终止电压均位于11.00V~10.90V,应满足组内两只蓄电池之间的最大放电终止电压差≤0.08V;
若组中的各个蓄电池放电终止电压均位于10.90V~10.80V,应满足组内两只蓄电池之间的最大放电终止电压差≤0.10V;
若组中的各个蓄电池放电终止电压均位于10.85V~10.70V,应满足组内两只蓄电池之间的最大放电终止电压差≤0.15V;
若组中的各个蓄电池放电终止电压均位于10.75V~10.50V,应满足组内两只蓄电池之间的最大放电终止电压差≤0.20V;
若组中的各个蓄电池放电终止电压均位于10.65V~10.30V,应满足组内两只蓄电池之间的最大放电终止电压差≤0.25V。
作为优选,若2只或3只蓄电池为一组,应满足组中两只蓄电池之间的最大开路电压差≤0.02V;
若4只蓄电池为一组,应满足组中两只蓄电池之间的最大开路电压差≤0.03V;
若5只以上的蓄电池为一组,应满足组中两只蓄电池之间的最大开路电压差≤0.04V。
作为优选,m为18至25。
作为优选,A1为0.9C2至1.1C2,A2为0.4C2至0.6C2;其中,C2为蓄电池的2小时率额定容量。
作为优选,V′为10.2V至10.3V。
作为优选,V1为10.4V至10.8V。
因此,本发明具有如下有益效果:
(1)模拟了实际使用状态下的组合一致性,在此条件下完成的配组与实际使用过程中的电流变化趋于一致,配组后的蓄电池组的综合电性能更加稳定;
(2)通过动态的放电模式下能将综合电性能更接近的蓄电池配成一组,提高了蓄电池组的循环一致性,延长了蓄电池组使用寿命。
附图说明
图1是本发明的蓄电池组与现有技术的蓄电池组的循环次数和放电时长的对比图;
图2是本发明的蓄电池组与现有技术的蓄电池组的循环次数和组内任意两个蓄电池最大压差的对比图;
图3是本发明的实施例的一种流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
如图3所示的实施例是一种电动助力车用铅酸蓄电池的配组方法,配组方法所采用的装置包括充放电机、继电器、计算机和20个电压表,计算机分别与继电器、充放电机和各个电压表电连接;包括如下步骤:
步骤100,将依次串联的20只蓄电池、继电器和充放电机电连接构成充放电回路;计算机中设有终止放电阈值V1=10.7V,配组蓄电池阈值V′=10.3V;在放电过程中,20个电压表分别与编号为1至20的20只蓄电池的正负极电连接;
步骤200,计算机控制继电器闭合,计算机通过充放电机将充放电回路中的电流调节为电动助力车起步或爬坡的电流1C2安培,放电5min;其中,C2为蓄电池的2小时率额定容量。
步骤300,计算机通过充放电机将充放电回路中的电流调节为电动助力车正常行驶的电流0.5C2安培,放电20min;
步骤400,计算机控制继电器断开2min;
步骤500,重复步骤200至4002次,计算机计算各个电压表检测电压的平均值当时,计算机控制继电器断开,计算机将各个蓄电池的编号及与其相对应的放电终止电压存储到存储器中;得到表1,单位为伏特:
表1
步骤600,计算机控制继电器闭合,计算机通过充放电机将充放电回路中的电流调节为0.01C2,充电13h;
步骤700,计算机控制继电器断开,24-48h后,计算机将各个编号蓄电池的开路电压存储到存储器中,得到表2,单位为伏特;
表2
步骤800,计算机将各个蓄电池的放电终止电压与V′相比较,将放电终止电压<V′的各个蓄电池的编号及与其相对应的放电终止电压、开路电压从存储器中删除;本实施例中,各个蓄电池的放电终止电压均大于V′,没有蓄电池的信息被删除;
步骤900,计算机对存储器中各个编号的蓄电池进行分组:
计算机按照放电终止电压的大小对各个蓄电池进行排序,计算机将放电终止电压相近的至少2只蓄电池分为一组,并且一组中的蓄电池满足下述条件:组内两只蓄电池之间的最大开路电压差≤0.04V,组内两只蓄电池之间的最大放电终止电压差≤0.25V。
表3
如表3所示,若组中的各个蓄电池放电终止电压均位于11.20V~11.00V,应满足组内两只蓄电池之间的最大放电终止电压差≤0.05V;
若组中的各个蓄电池放电终止电压均位于11.00V~10.90V,应满足组内两只蓄电池之间的最大放电终止电压差≤0.08V;
若组中的各个蓄电池放电终止电压均位于10.90V~10.80V,应满足组内两只蓄电池之间的最大放电终止电压差≤0.10V;
若组中的各个蓄电池放电终止电压均位于10.85V~10.70V,应满足组内两只蓄电池之间的最大放电终止电压差≤0.15V;
若组中的各个蓄电池放电终止电压均位于10.75V~10.50V,应满足组内两只蓄电池之间的最大放电终止电压差≤0.20V;
若组中的各个蓄电池放电终止电压均位于10.65V~10.30V,应满足组内两只蓄电池之间的最大放电终止电压差≤0.25V。
若2只或3只蓄电池为一组,应满足组中两只蓄电池之间的最大开路电压差≤0.02V;
若4只蓄电池为一组,应满足组中两只蓄电池之间的最大开路电压差≤0.03V;
若5只以上的蓄电池为一组,应满足组中两只蓄电池之间的最大开路电压差≤0.04V。
按照上述配组方法,得到如下蓄电池组:
蓄电池组1:13#、7#、16#、10#;
蓄电池组2:17#、19#、1#、5#;
蓄电池组3:2#、6#、9#、20#;
蓄电池组4:4#、3#、8#、14#;
蓄电池组5:11#、12#、15#、18#。
图1是本发明的蓄电池组与现有技术的蓄电池组的循环次数和放电时长的对比图;图中纵坐标为放电时长,单位为分钟;由图1可以看出,本发明的循环次数更多,放电时长更长,使用寿命更长。
图2是本发明的蓄电池组与现有技术的蓄电池组的循环次数和组内两个蓄电池最大放电终止电压差的对比图,图2的纵坐标毫伏;由图2中可以看出,本发明的循环次数更多,组内两只蓄电池之间的最大放电终止电压差更小,电性能一致性更好。
应理解,本实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。