CN108761335B - 一种铅酸蓄电池循环寿命的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铅酸蓄电池循环寿命的检测方法，包括：1)充电：以电流I₂A和电压2.3±0.1V/单格进行恒流恒压充电，充电第一预设时间后，接着以电流I₂A和电压2.45±0.1V/单格进行恒流恒压充电至充电完成；2)放电：以第三预设电流进行恒流放电第三预设时间；接着以第四预设电流进行恒流放电第四预设时间；循环上述放电步骤，直至放电至终止电压结束；其中，第三预设电流大于第四预设电流；上述步骤1)和2)每进行一次，记为一次大循环；循环上述步骤并累计大循环的次数，直至电池容量低于电池的终止容量，此时累计的大循环次数即为循环寿命。本发明模拟蓄电池的实际使用情况，测得的电池循环寿命更加准确。

Description

一种铅酸蓄电池循环寿命的检测方法

技术领域

本发明属于蓄电池检测技术领域，具体涉及一种铅酸蓄电池循环寿命的检测方法。

背景技术

铅酸蓄电池作为使用范围最广、覆盖领域最多的电池，其使用性能尤为重要，循环寿命是衡量蓄电池使用性能好坏的一项重要指标。

目前铅酸蓄电池循环寿命检测采用的是恒流放电的方法，即采用恒流放电的方式模拟电池的使用情况。例如：企标100DOD循环寿命检测方法，包括两种，其一是采用车载充电器手动充电，放电42.0V/组终止，循环一次寿命所需时间约17小时；其二是采用模拟车配模式充电，放电42.0V/组终止，循环一次寿命所需时间约16小时；以上两种检测方法所需的周期较长，检测效率低下，很大程度上延迟了新产品的上市进程。

另外，铅酸蓄电池在城市道路使用过程中不可避免的会出现加速、行驶途中暂停、重新启动等各种非恒流放电的情况；同时，在启动加速过程中的大电流放电会对电池的性能造成一定的影响，从而影响电池的使用寿命。因此，采用恒流放电的方式模拟测试电池的使用寿命存在较大的误差，不能准确反映用户的实际使用情况。

因此，如何准确且快速的检测电池循环寿命对分析和评价电池的特性以及电池产品的快速入市具有重要的意义。

发明内容

基于现有技术中存在的上述不足，本发明提供一种能快速获得铅酸蓄电池循环寿命的检测方法，且该检测方法贴合铅酸蓄电池的实际使用环境。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种铅酸蓄电池循环寿命的检测方法，包括以下步骤：

1)对铅酸蓄电池进行充电：以电流I₂A和电压2.34±0.1V/单格进行恒流恒压充电，充电第一预设时间T1后，接着以电流I₂A和电压2.45±0.1V/单格进行恒流恒压充电至充电完成；

2)对充电完成后的铅酸蓄电池进行放电：以第三预设电流进行恒流放电第三预设时间T3；接着以第四预设电流进行恒流放电第四预设时间T4；循环上述放电步骤，直至放电至终止电压结束；其中，第三预设电流大于第四预设电流；

上述步骤1)和2)每进行一次，记为一次大循环；

循环上述步骤1)和2)并累计大循环的次数，直至电池容量低于电池的终止容量，此时累计的大循环次数即为铅酸蓄电池的循环寿命。

采用两段式充电，在大电流恒流充电时，可将出气量减至最低，有效避免蓄电池失水，还能确保电池完成充电。另外，采用两段式不同放电电流进行恒流放电，并循环不同放电电流进行恒流放电的过程，模拟蓄电池的实际使用情况；从而使获得的电池循环寿命更加准确。

作为优选方案，所述第三预设电流为电动车所匹配电机功率对应的最大电流。模拟电动车在启动时电池的大电流放电过程。

作为优选方案，所述第四预设电流为电动车匀速行驶时电机功率对应的电流。模拟电动车在匀速行驶时电池的恒流放电过程。

作为优选方案，所述步骤2)还包括：记录循环放电步骤的次数M。

作为优选方案，所述对充电完成后的铅酸蓄电池进行放电至终止电压结束的放电时间为t，t＝(T3+T4)×M。能获得充电完成后的铅酸蓄电池进行完全放电的时间，以作为检测方法是否高效的判断标准。

作为优选方案，所述第三预设时间T3与第四预设时间T4之和为5min。贴近电池的实际使用环境。

作为优选方案，每隔预设的大循环次数对电池的容量进行2hr容量检测。无需每次大循环后对电池的容量检测，提高电池循环寿命的检测效率。

作为优选方案，所述预设的大循环次数随着累计的大循环次数的增大而减少。以使测得的电池循环寿命更加准确。

作为优选方案，所述步骤1)与步骤2)之间还包括：充电完成后的铅酸蓄电池静置30分钟。

作为优选方案，所述电池的终止容量为电池额定容量C₂的75％。

本发明与现有技术相比，有益效果是：本发明采用两段式充电，在大电流恒流充电时，可将出气量减至最低，有效避免蓄电池失水，还能确保电池完成充电。另外，采用两段式不同放电电流进行恒流放电，并循环不同放电电流进行恒流放电的过程，模拟蓄电池的实际使用情况；从而使获得的电池循环寿命更加准确。

附图说明

图1是本发明实施例一的充电方法以及现有技术中车载充电器充电方法以及模拟车载充电器充电方法的电压曲线图；

图2是本发明实施例一的充电方法以及现有技术中车载充电器充电方法以及模拟车载充电器充电方法的电流曲线图；

图3是本发明实施例一的放电方法以及现有技术中车载充电器充电方法以及模拟车载充电器放电方法中一次放电至放电结束的放电电流与放电时间曲线图；

图4是本发明实施例一的放电方法中一次放电步骤的放电电流与放电时间曲线图；

图5是本发明实施例一的铅酸蓄电池循环寿命的检测方法以及现有技术中车载充电器寿命检测方法以及模拟车载充电器寿命检测方法按350次循环寿命所需检测时间的对比柱状图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

实施例一：

本实施例的铅酸蓄电池循环寿命的检测方法，应用于6-DZM-20型号的铅酸蓄电池检测，6-DZM-20型号的铅酸蓄电池的额定容量C₂为20AH，标准电压为12V，单格数为6个。

检测方法包括以下步骤：

1)对铅酸蓄电池进行充电

采用两段式恒流恒压充电方法，两阶段的充电电压和充电时间不一样；以电流I₂A和电压2.34±0.1V/单格进行恒流恒压充电，充电第一预设时间T1后，接着以电流I₂A和电压2.45±0.1V/单格进行恒流恒压充电至充电完成。具体地，包括：

第一段恒流恒压充电：第一预设电压U1＝14.00V/只，第一预设电流I1＝I₂＝0.5C₂＝10A，充电第一预设时间T1＝4h；以I1和U1进行恒流恒压充电，充电时间4h；

接着进行第二段恒流恒压充电：第二预设电压U2＝14.75V/只，第二预设电流I2＝10A，充电第二预设时间T2＝2h；以I2和U2进行恒流恒压充电，充电时间2h；

经过上述6h充电时间后能保证铅酸蓄电池完全充电。如图1和图2所示，分别为本实施例的充电方法以及现有技术中车载充电器充电方法以及模拟车载充电器充电方法的电压曲线图和电流曲线图，从图中可明显得知，本实施例的充电方法的充电时间明显少于现有技术中两种充电方法的充电时间。另外，本实施例的充电方法在大电流恒流充电，将出气量减到最少，有效避免蓄电池失水，并确保电池完全充电。

另外，铅酸蓄电池完全充电后，还需静置30min，以进行以下的放电步骤。

2)对铅酸蓄电池进行放电

采用两段式恒流放电方法，两阶段以不同的恒定电流进行放电，以模拟客户骑行启动时大电流提速行驶放电以及匀速行驶时恒流放电的过程，贴近用户行驶状态过程中启动和匀速行驶相结合的骑行状态。具体地，包括：

S1、第一段恒流放电：第三预设电流I3＝25A，第三预设时间T3＝5s，以I3进行恒流放电，放电时间为5s；

S2、接着进行第二段恒流放电：第四预设电流I4＝13.40A，第三预设时间T4＝4min55s，以I4进行恒流放电，放电时间为4min 55s；

然后又重复上述放电步骤S1和S2，进行第一段恒流放电：第三预设电流I3＝15A，第三预设时间T3＝5s，以I3进行恒流放电，放电时间为5s；

接着进行第二段恒流放电：第四预设电流I4＝8A，第三预设时间T4＝4min55s，以I4进行恒流放电，放电时间为4min 55s；一次放电小循环的放电曲线如图4所示；

不断循环上述步骤S1和S2，直至放电至终止电压38.4V/组，结束；记录循环上述步骤S1和S2的次数M，M为19次，第三预设时间T3和第四预设时间T4的和与循环次数M的乘积为一次放电完成的时间t，t＝(T3+T4)×M＝95min。另外，一次放电完成的时间也可以通过放电电流与放电时间曲线图获得，如图3所示。

上述一次充电完成和一次放电完成记为一次大循环，一次大循环的时间T＝t+T1+T2＝95min+4h+2h＝395min。

进行一次大循环后，进行下一次大循环，即不断循环上述充电和放电步骤，每49次大循环检测一次2hr实际容量，直至电池的实际容量Ca低于电池额定容量C2的75％，整个检测过程结束，记录此时大循环的次数N，即为6-DZM-20型号的铅酸蓄电池的循环寿命。

按上述检测方法以循环寿命350次判定合格，可得到三种寿命检测方法所需检测时间表，如下：

从上表中及图5可明显看出本实施例的寿命检测方法所需检测时间相对于目前检测电池循环寿命所需时间明显减少。因此，本实施例的寿命检测方法可快速判定产品的质量是否合格，并提早新产品电池的上市时间。

实施例二：

本实施例的铅酸蓄电池循环寿命的检测方法与实施例一的不同之处在于：实施例一中以每49次大循环检测一次2hr实际容量，即电池实际容量的检测周期是49次大循环；而对于铅酸蓄电池而言，随着大循环的不断进行，电池容量越来越接近电池额定容量的75％，若还以每49次大循环检测一次2hr实际容量，容易造成获得的电池循环寿命不准确。因此，本实施例将电池实际容量的检测周期，即预设的大循环次数随着累计的大循环次数的增大而减少，以使获得的电池循环寿命更加准确。例如，前100次大循环，以50次大循环为检测周期检测电池的实际容量；101次～220次大循环，以40次大循环为检测周期检测电池的实际容量；221次～340次大循环，以30次大循环为检测周期检测电池的实际容量；340次大循环之后，以10次大循环为检测周期检测电池的实际容量。具体的检测周期可根据实际情况进行调整。

本实施例的其它步骤可以参照实施例一。

实施例三：

本实施例的铅酸蓄电池循环寿命的检测方法与实施例一的不同之处在于：测试的电池型号不同。

具体地，本实施例的铅酸蓄电池循环寿命的检测方法，应用于6-DZM-12型号的铅酸蓄电池检测，6-DZM-12型号的铅酸蓄电池的额定容量C₂为12AH，单格数为6个。相应的充电电流I1和I2由10A变为6A，放电电流I3和I4分别为15A和8A，其它参数同实施例一。

本实施例的其它步骤可以参照实施例一。

作为优选实施例，第三预设时间T3与第四预设时间T4之和还可以为8min、10min、15min等，可以根据电动车的使用环境进行相应的调整。另外，第三预设时间T3与第四预设时间T4也可以根据电动车的使用环境进行相应的调整。

其中，2hr容量测试方法如下：

1)将蓄电池组完全充电后，在温度25±2℃的环境中静置1h～24h，当蓄电池组表面温度为25±2℃时以I₂(A)电流连续放电至蓄电池端电压达42.00V时终止。按GB/T22199-2008要求计算电池实际容量。在放电过程中，放电电流的波动不得超过规定值的±1％。

2)测量并记录放电开始时间及电池表面初始温度和端电压，放电期间每隔30min测量并记录一次；

蓄电池的端电压及蓄电池表面温度值，在放电末期要随时测量端电压并确定和记录放电持续的时间T。

按下式计算蓄电池的实际容量C_a：

式中：

T—放电持续时间的数据，单位为小时(h)；

t—放电过程中蓄电池表面平均温度的数值，单位为摄氏度(℃)；

C_a—基准温度25℃时蓄电池实际容量的数值，单位为安时(Ah)；

f—温度系数，单位为每摄氏度(℃^-1)，数值为0.006。

3)放电结束后，蓄电池组进行完全充电。

完全充电方法为：采用车配模式，2.5A恒压14.75V/只，充至电流小于0.5A转静止10min，继续1.0A恒压13.8V/只，充电时间4h。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种铅酸蓄电池循环寿命的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)对铅酸蓄电池进行充电：以电流I₂A和电压2.34±0.1V/单格进行恒流恒压充电，充电第一预设时间T1后，接着以电流I₂A和电压2.45±0.1V/单格进行恒流恒压充电至充电完成；

2)对充电完成后的铅酸蓄电池进行放电：以第三预设电流进行恒流放电第三预设时间T3；接着以第四预设电流进行恒流放电第四预设时间T4；循环上述放电步骤，直至放电至终止电压结束；其中，第三预设电流大于第四预设电流；

上述步骤1)和2)每进行一次，记为一次大循环；

循环上述步骤1)和2)并累计大循环的次数，直至电池容量低于电池的终止容量，此时累计的大循环次数即为铅酸蓄电池的循环寿命。

2.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池循环寿命的检测方法，其特征在于，所述第三预设电流为电动车所匹配电机功率对应的最大电流。

3.根据权利要求2所述的一种铅酸蓄电池循环寿命的检测方法，其特征在于，所述第四预设电流为电动车匀速行驶时电机功率对应的电流。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种铅酸蓄电池循环寿命的检测方法，其特征在于，所述步骤2)还包括：记录循环放电步骤的次数M。

5.根据权利要求4所述的一种铅酸蓄电池循环寿命的检测方法，其特征在于，所述对充电完成后的铅酸蓄电池进行放电至终止电压结束的放电时间为t，t＝(T3+T4)×M。

6.根据权利要求5所述的一种铅酸蓄电池循环寿命的检测方法，其特征在于，所述第三预设时间T3与第四预设时间T4之和为5min。

7.根据权利要求1-3任一项所述的一种铅酸蓄电池循环寿命的检测方法，其特征在于，每隔预设的大循环次数对电池的容量进行2hr容量检测。

8.根据权利要求7所述的一种铅酸蓄电池循环寿命的检测方法，其特征在于，所述预设的大循环次数随着累计的大循环次数的增大而减少。

9.根据权利要求1-3任一项所述的一种铅酸蓄电池循环寿命的检测方法，其特征在于，所述步骤1)与步骤2)之间还包括：充电完成后的铅酸蓄电池静置30分钟。

10.根据权利要求1-3任一项所述的一种铅酸蓄电池循环寿命的检测方法，其特征在于，所述电池的终止容量为电池额定容量C₂的75％。

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