选择蓄电池时需要考虑的因素:
判断蓄电池性能优劣。衡量蓄电池性能的参数主要有冷启动电流、储备容量以及20 h放电容量等指标。判断蓄电池性能优劣,不能单独以某一个参数指标来衡量,而应当综合考虑多个参数,尤其不能忽视冷启动电流(CAA)指标。如果在选型时只考虑储备容量(RC)而忽视了对冷启动电流(CAA)的要求,很可能因启动电流不够而导致发动机启动失败。
蓄电池的储备容量(RC)也不是越大越好,应以放电深度为50%~70%时充一次电为,这样可使蓄电池寿命达到效果。如果蓄电池的储备容量(RC)选择太大,就无法实现充分的充、放电转换,时间一长,蓄电池的性能和使用寿命就会下降,同时带来极大的资源浪费。
安全性能。安全性能指标不合格的蓄电池是不可接受的,其中影响最大的是爆炸和漏液。爆炸和漏液的发生主要与蓄电池的内压、结构、工艺设计(比如安全阀失效)及应当禁止的不正确操作有关。
额定容量。额定容量是蓄电池制造的时候,规定蓄电池在一定的放电条件下应该放出的最低限度的电量,其单位为Ah。使用条件不同,蓄电池能够放出的容量也不同。
影响蓄电池容量的因素有极板的构造、充放电电流的大小、电解液的温度及密度等,其中以充放电电流和温度的影响最大。如充放电流过大,将使极板上的活性物质变化处于表面,容量则降低很多。蓄电池的放电电流不同,所能够放出的容量也不相同,放电电流越大,能够放出的电量越小。例如电动自行车常用的电流为5A,使用标称10Ah的蓄电池就是2小时率放电,如果采用10小时率放电,可以达到12Ah。这样,该蓄电池如果按照2小时率标称应该是10Ah,如果按照10小时率标称就是12Ah.所以评价蓄电池的容量不仅仅要看蓄电池的标称容量,还要看蓄电池的放电率。电动自行车蓄电池往往标称为10Ah,同一个蓄电池也可以标12Ah和14Ah。再比如,14Ah的许电车也可以标为17Ah。还有一些蓄电池标为20Ah,蓄电池容量标称值大了,但是其容量没有明显的变化。
内蓄电池的内阻
铅酸蓄电池的内阻是指电流流过蓄电池内部时所受的阻力,铅酸蓄电池的内阻很小,需要用专门的仪器才可以测得到比较准确的结果。一般所指的蓄电池内阻是充电态内阻,即蓄电池充满电时的内阻。与之对应的是放电态内阻,并且不太稳定。蓄电池的内阻越大,蓄电池自身消耗掉的能量越多,其使用效率越低。内阻很大的蓄电池在充电时发热很厉害,使蓄电池的温度急剧上升,对蓄电池和充电器的影响都很大。随着蓄电池使用次数的增多,由于电解液的消耗及蓄电池内部化学物质活性的降低,蓄电池的内阻会有不同程度的增大,质量越差的蓄电池增大的越快。
蓄电池内部阻抗会因放电量增加而增大,尤其是在放电终止时阻抗最大,主要因为放电的进行使得极板内产生不良导体硫酸铅以及电解液比重下降,故放电后务必马上充电。若任其持续放电,则硫酸铅形成安定的白色结晶(即硫化现象)后,即使充电,极板的活性物质亦无法恢复原状,从而将缩短蓄电池的使用寿命。
温度的下降将导致电解液流动性变差,极板收缩,化学变化迟缓,蓄电池内阻增加。从30℃开始,若温度下降1℃,容量将下降1%左右,其内阻也有所增大。所以在严寒地区,气温在-20℃以下时容量已下降至60%,内阻增大,常感到蓄电池电力不足。在严寒地区易出现过量放电,而在温带地区则经常出现过量充电的问题。所以要使用好蓄电池,必须根据当地的气候条件,针对实际情况,掌握其使用规律。蓄电池的充电必须根据不同情况选择适当的方法并正确的使用充电设备,这样才能提高蓄电池的容量,延长蓄电池的使用寿命。
铅酸蓄电池的内阻与镍氢蓄电池及锂离子蓄电池相比较小,即蓄电池容量下降2/3后,仍能提供较大的电流,而电源电压基本稳定,波动较小。而镍氢蓄电池及锂离子蓄电池就不同了。以36V/9Ah锂离子蓄电池为例,当容量下降到原来的1/3后,电流输出为12A时,电压就会有4~5V的波动,即有电流输出时为31V,无电流输出时接近35V。这样在电动自行车应用中,骑行时会出现运行不平稳,时而有输出时而无输出的现象。
循环寿命循。环寿命是指蓄电池可经历的重复充放电次数。蓄电池的寿命和容量成反比关系,循环寿命还与充放电条件密切相关,一般充电电流越大(充电速度越快),循环寿命越短。寿命是表示蓄电池容量衰减速度的一项指标,随着使用的深入,蓄电池容量的衰减是不可避免的,当容量衰减到某规定值时,可以判定寿命终结。按照新制定的电动自行车蓄电池标准,一定容量70%充放电循环次数来表示蓄电池的寿命,合格底线为350次。因此,对于日常交通距离小于30㎞的用户而言,若电机、控制器、充电器等都是良好的,使用方法正确,一组较好的蓄电池的最短服役时间达到一年以上应该是可以保证的。
容量和寿命是衡量蓄电池性能的主要指标,容量一般以Ah为单位,表明蓄电池储备能量的能力。例如一个标称容量为12Ah的蓄电池,则必须达到以6A放电,放至终止电压3105V(36V)的时间应不小于2h的水平。将这种蓄电池用于电动自行车,载重75kg,在平坦路面上骑行,工作电流约为4A,放电时间应大于3h,时速为20㎞,那么它的理论续行里程将达到50㎞。若考虑途中刹车、启动等因素,采用这种蓄电池的电动自行车的续行里程可达到40~50㎞。一般来说,放电电流越大,蓄电池的寿命越短;放电深度越深,蓄电池的寿命也越短。铅酸蓄电池可以应付短时间的大电流放电,这时候放电深度不深。小电流放电时,即便放电深度稍微深一些,对蓄电池的寿命影响也不大。蓄电池最怕连续大电流深度放电。影响铅酸蓄电池寿命的因素有极板的内在因素,诸如活性物质的组成、晶型、孔隙率、极板尺寸、板栅材料和结构等;也取决于一系列外在因素,如放电电流密度、电解液浓度和温度、放电深度、维护状况和储存时间等。