电动助力车电池常见故障分析.doc

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1、电动助力车电池常见故障分析1负极板的钝化 对于铅酸蓄电池而言，通常在常温、低倍率放电时，电池的容量、放电性能受限于正极板；而对于低温(一15。C以下)高倍率(1小时率以上)放电时，电池的容量、放电性能受限于负极板。在低温和高倍率放电的情况下，出现电池放电容量减小(特别是大电流放电时)、电池内阻大的现象。此时用镉电极测量，发现负极电势明显正移。将问题负极板用新的负极板代替，电池性能恢复。这种现象就是负极板的钝化。 电动助力车电池在使用4个月以后，发现行驶里程明显减小，常常是由于负极板的钝化所形成。 负极板钝化的实质 负极板钝化是由于硫酸盐层(PbS0。)将反应物和电解液隔离所造成。(注：并非板栅

2、和活物质之间) 影响钝化的因素覆盖在铅电极上的PbS0。层的致密程度决定电极的钝化程度，而致密程度取决于PbS0。沉淀时在硫酸溶液中的过饱和度，过饱和度越大，PbS04沉淀晶粒越致密，覆盖层越致密。因此，影响PbS0。在硫酸溶液中过饱和度的因素也是影响钝化的因素。影响PbS0。在硫酸溶液中过饱和度的因素有： 放电时的电流密度：高电流密度放电，意味着在短时间内有大量的铅离子转入溶液，然而，形成一个新的晶核需要有一个诱导时间，于是在这段时间内只有离子产生，没有消耗，就会形成较大的过饱和度。与低电流密度相比，就能形成数量较多、尺寸较小的晶核，从而形成致密的PbS0。盐层而导致钝化。 硫酸含量：PbS

3、0。在硫酸中的溶解度随硫酸的含量的增加而减小。如果放电电流密度恒定，则放电时产生的铅离子速度未变，在硫酸溶液中，由于硫酸铅溶解度低，Pb他产生的速度未变，则等于Pb地浓度增高，易形成饱和，形成了较大的过饱和度，促进了钝化。这就提醒我们：在电池灌酸时尽量考虑用较低浓度的硫酸溶液，以避免负极板的钝化。 温度：PbS0。在硫酸溶液中的溶解度，在蓄电池通常使用的硫酸含量的范围内，随溶液温度的提高而增加。如果放电电流密度恒定，则放电时产生的铅离子速度未变，硫酸也未变，则低温下和高温相比溶液更易饱和，形成较大的过饱和度，促进了钝化。2极板的硫化 硫酸盐化是铅蓄电池特有的现象。引起硫酸盐化的主要原因除了电池

4、长时间处于充电不足或放电后未及时充电之外，失水也是十分重要的因素，因为电动助力车电池的贫液结构要求高密度的电解液，失水后密度更高，使硫酸盐化的速度加快。3电池失水 电动助力车电池依靠内部的氢氧复合来实现控制失水的，充电电压过高、充电流过大，会降低氧复合反应效率，导致水分损失。此外，温度偏高、排气阀开启压力过低和容器采用水蒸气及氧气保持性能差的材料(如ABS)、容器密封性能不好等也会加快电池失水速度。 失水大的另一原因是合金杂质含量高。4正极板栅的腐蚀与变形 正极板栅的腐蚀实际上就是充电时铅发生阳极氧化的过程，其结果是使合金表面生成氧化物膜。 此外，阀控电池的贫液结构及内压力的存在，使氧气易于向

5、板栅方向扩散至金属氧化物膜界面上，并将基体Pb进一步氧化。板栅腐蚀消耗水(Pb+0：=Pb0：)，而失水又使电液密度升高，会加快板栅的腐蚀。如果腐蚀严重会使极板弯曲变形，并引起隔板损坏与短路故障。5正极活性物软化 在新的正极板中，活性物质一部分以Qpb0。的形式存在，随着充放电循环的反复进行，Qpboz逐渐转化为Bpb0：。由于B-pb0：的晶体尺寸小于Qpb0：，且Bpboz晶粒之问的结合力差，因此使用后期活性物质发生软化并脱落。 促使正极活性物质软化的原因有：充放电电流过大、低温放电及电液密度过高、放电深度过大等。软化速度快的另原因是极板在生产过程中固化不好。电池采用紧装配形式可以减缓软化

6、速度。6极板短路 引起短路的主要原因有正极板栅腐蚀、变形；极板的严重硫酸盐化；焊接中的流铅。7热失控 热失控是在恒压充电时发生的一种打破充电平衡状态的现象，此时，蓄电池的充电电流和温度互相促进增强，最后导致蓄电池因温度过高而报废，突出的表现为外壳鼓胀。 随着电池充电的进行，电池的温度逐渐升高，充电接受能力增强，电流增大，正极板上的氧气量增加，在负极板上的吸收反应速度增加，焦耳热量增加，当热量增加的速度大于蓄电池的散热速度时，蓄电池的温度不能保持在一定的数值上，则蓄电池温度增加，进一步促使充电电流增加，如此造成恶性循环，终于导致热失控。 对于小密电池的电动自行车电池来说，热失控是一个应该引起重视的问题，其原因有：电池缺水；橡胶阀老化粘死；电池密封不好；极板合金问题；电解液中有杂质或添加了某种不良添加剂；充电电压设置过高；电池壳体质量引起的渗水；电池散热空间小或环境温度较高。 在配套车用充电器质量差时，常常在恒压充电阶段(三段式充电器的第二个阶段)随充电的进行，充电器内温度逐渐增加，造成电子元器件参数的漂移，结果恒压值随温度增加而增加，充电电流始终降不下来，充电器不转绿灯，引起电池的热失控。此时可采用一边充电一边测量电压的方法判断是否充电器问题。如果在充电的后期电池电压始终上升(充电后期电池电压应该稳定在147148v)，说明充电器问题。