电动助力车(含电动自行车和电动摩托车)、电动三轮车,除特别说明外,本文均统称电动车。
目前电动车电池(蓄电池、电瓶、蓄电瓶均是同一概念)主要有铅酸电池和锂电池两大类。由于铅酸电池生产、检测维护成本都比较合理,安全性、实用性经得起时间考验,性价比高,回收再利用价值高,因此,其主流地位不会轻易被锂电池取代。研究利用好电动车铅酸电池,具有很高的经济效益、社会效益和生态效益。
本文所称电池、充电器除特别说明外,均指电动助力车用阀控式铅酸蓄电池及其配套专用充电器。文中涉及的技术标准、参数、术语等均为电动车行业铅酸电池专用,不适用于其他行业,也不一定适用于锂电池。另外,对于容量在60AH以上的新能源铅酸蓄电池以及富液型铅酸蓄电池(俗称水电瓶),由于我们缺乏实践经验,不在本文讨论研究之列。
电动车充电器型号规格跟电池型号规格是一一对应的关系,不同型号规格的充电器之间不通用,铅酸电池和锂电池对应的充电器也不通用。铅酸电池、充电器具体的电流电压等规格参数请参考我们的第一篇文章(详见本报第38、39期第7版)。
笔者读书时非常热衷于科技产品的研发设计、研究应用,孜孜不倦地学习研究新技术,憧憬着将来天天泡在实验室,大力发展3C事业(即电脑、通信、消费电子产品)。后来因缘际遇,并没有在研发设计的道路上走多远。我们的世界,是一个矛盾的统一体,有生就有灭,有好就有坏,要想成为一名优秀的研发人员或者产品经理是相当不容易的事情,每天都活在矛盾当中,旧的矛盾解决了,新的矛盾必然出来,源源不断,没完没了。
记得某位前辈说过,走出实验室,没有高科技。在人类疯狂掠夺自然生态资源、过度生产、过度消费、污染日益严重的今天,如果科技不能创造更加美好的生活和明天,那么再高的科技,我们宁愿不要让它走出实验室。
另一位资深前辈说过,一款好的产品,应该具备SPACED六大原则:
1、Safty,必须保证安全,安全第一;
2、Performance,功能完整、性能良好;
3、Assurance,可靠、确信、诚信;
4、Comfortable,舒适、易用、良好的使用体验;
5、Economic,经济实惠、环保、节约资源;
6、Durable,稳固、品质好、耐用。
因此,产品研发设计,就是在不断地与矛盾较劲,永无止境。要遵循六大原则,在各个矛盾当中取得平衡,需要非常高超的智慧。
本文主要从技术应用以及广大电动车用户关注的焦点两大宏观角度来介绍电动车充电器,暂不深入涉及研发设计层面。
一、充电器在电动车整个生命周期中所处的位置――不被重视甚至被忽视
电动车可以简单理解成安装了动力装置、用电脑(控制器/司令部)控制的自行车,其成功量产并广泛使用,真的惠及千家万户,其盛况并不亚于汽车。
人们普遍关注的焦点主要是电池,电池耐用,就说电池质量好,电池寿命短,就说电池质量差。很少有人知道,在排除电池本身质量问题的情况下,决定电池寿命的关键因素居然是最不起眼的充电器。更严重的是,充电器在电动车设计制造、生产、销售、使用以及修理整个生命周期当中,基本上是被忽视的。
其根本原因是铅酸电池没有像锂电池那样标配了电池保护板,因为锂电池过充和过放的后果都是很严重的,轻则报废,重则爆炸,因此锂电池在安全方面不敢轻视。在电池有保护板的情况下,充电器基本上是可以被忽视的,充电器只管提供持续的电压电流,一旦出现异常,保护板可以随时立即切断充电器,充电器不必操心锂电池的安全问题。
但是,铅酸电池在充电环节可以说是裸奔没有任何保护的,哪怕连一个简单的过流保护都没有,更不用说过热、过充保护了。电池本身没有任何保护装置,因此充电器的设计和使用都要格外小心谨慎,一旦出错,后果不堪设想。充电器只负责充电,它是无法实现电池保护板的功能的,这个问题是一个长期存在的安全隐患,而且一直没有引起大的重视,更没有得到有效的解决。
二、电动车充电器的特有属性
充电器作为一个部件,一个产品,首先它要符合可靠、不容易损坏的基本属性,如果经常出问题,用户就会怨声载道,销售和售后的压力会非常大。因此,准确无误充满电,是用户的基本需求。我们知道,产品设计越复杂,出问题的几率也越多,因此充电器不能设计得太复杂,造价不能太高,太贵又怕被偷。
其次要符合易用、使用方便的基本属性,一款设计很好的产品,如果要专业人士才会用,或者上了年纪的人就不会用,那么也很难被广泛使用。
因此电动车充电器的设计看似简单,实际上是非常头疼的事情,厂家品牌千千万,出类拔萃的没见几个。此其一。
充电器与电池之间,实际上是一对充满矛盾的冤家,我们可以形象地比喻成盲婚哑嫁。举个笑话例子:
充电器厂家:用了我的充电器,夏天不过充,冬天不欠充,电池多用一年,N年不用换电池。
电池厂家:我们技术不断突破,超长续航,充一次电跑一百公里,超长寿命,一组顶N组。
用户:老板,你的电池是翻新货吗,跑不了50公里啊。
老板:这……
用户:老板,你的电池质量不行啊,换了还不够一年不到就跑不了30公里了,给我保修啊。
老板:这……
电池:充电器,你不行啊,把我充坏了。
充电器:电池,你质量太差,能怪我吗?
另外,电池厂家基本上都不生产、不配套、不指定充电器,这其中的奥秘大家可以发挥想象力,此其二。
尽管电动车生产制造技术已经非常成熟、研发设计水平也相当高,最复杂的控制器都能内置到车辆内部并且能稳定持续工作,充电器却成了孤零零的个体,单独存在,故障率却不低,此其三。
除了灯光喇叭这些小儿科以外,电动车的大部分操控、功能实现都由控制器接管,但唯独没有接管充电器(主流常规的电动车都是如此,个别可能有例外)。也就是说,充电器不归控制器(司令部)管,两者没什么交集,一个负责给电池充电,一个负责给电池放电,两者老死不相往来。其根本原因,是电动车充电时间较长,只能在停放期间充电,而此时电门锁关闭,出于安全及节能考虑,控制器处于关机状态,因此想管也管不了,此其四。
汽车加油,你知道加了多少升油,但电动车充电,你知道充了多少安时电量吗?甚至有没有充满你都糊里糊涂。在电子以及计算机技术相当发达的今天,这显然不科学、相当不接地气,此其五。
不过,业界还是有很多有心人的,他们为了提高产品质量,减少售后压力,在充电器的设计制造方面花了很多精力,特别是在充电接口上面劳心劳力,诸如极性相反、改通用接口为专用接口等,各家之间互不兼容,可谓五花八门、各显神通。目的只有一个,不让你随便乱用充电器,必须用电动车出厂配套的原装充电器,以减少人为因素导致电池出问题的几率。从电动车厂家的这一现象,我们可以看到,充电器的地位不容忽视。
目前的现状是,内行的人不断地寻找更好的充电器,外行的人不断地埋怨电池质量越来越差,此其六。
三、电动车充电器常见术语简介
1、三阶段充电法
12V铅酸电池的三阶段充电曲线图(图片来源于网络)
目前铅酸电池均采用业界公认的:恒流(也叫限流)、恒压(也叫限压或高恒压)、浮充(也叫涓流或低恒压)三阶段充电法,这是目前最简单最安全有效的充电方式。铅酸电池的工艺已经相当成熟,充电研究水平也很高,而多只电池串联后的充电研究,应该是随着电动车的广泛使用而兴起的,因此其研究时间并不长,我们认为可以提升的空间仍然很大,需要大家共同努力。
2、T型通用充电接口
为了避免混淆和出现歧义,我们先来一个约定,不管各家的接口如何变化,暂且不论公头还是母头,这里统一将充电器那边的充电线称为充电头,将电动车那边的充电接口称为充电口,不指定那边的统称为充电接口。
早期的电动车,以36V、48V两种规格为主,充电接口主要有圆形接口(圆口)和品字型接口(方口)两种,后来随着电池电压级别的提高,逐渐统一采用品字型接口,充电头和充电口都是品字型三竖的,其中中间一根柱是没有定义的,左右两根柱分别是正极和负极,极性是N+ L-。再后来出现分家,部分厂家将三竖品字型充电接口改为一横二竖(中横)充电接口(充电头和充电口同时改变了),这样导致了三竖充电头的充电器无法在中横充电口的电动车上面使用,中横充电头的充电器也无法在三竖充电口的电动车上面使用。
充电器厂家只好向电源线厂家定制了一种T型充电头,不管充电口是三竖还是中横的,都可以通用,因此叫T型通用充电接口,目前这种充电接口仍然是主流,但故事还没有结束,后面越演越烈,接口越来越多。
3、反接保护(空载0V安全无输出)
常规T型充电接口,极性是N+ L-(称为正接),在充电头可以直接测量到充电器的空载电压。后来有些厂家又开始搞特殊化了,改成相反的N- L+极性,当时的充电器设计是没有极性接反保护(简称反接保护)功能的,一旦用错极性相反充电器,就会烧坏充电器,导致充电器返修率飙升。因此充电器厂家被迫给充电器增加了反接保护功能,人为用错极性相反的充电器,充电器无法工作,但不会烧坏。
反接保护功能主要是使用可控硅BT151以及相关元器件组成反接保护电路,不接入电池组时,充电头测量不到电压,因此称为0V安全无输出,新国标为了安全考虑,这种设计已经成为充电器的统一标准了。
有些厂家为了提高充电器的兼容性,推出了极性自动切换的的充电器,使得不管是正接还是反接的充电口,都可以正常充电,但基于成本考虑等原因,目前仍不多见。不过随着各家不断推出专用接口,品字型充电接口大有被淘汰之势。
曾经有部分厂家,为了解决当时因用错极性相反的充电器导致充电器烧坏的情况,为充电器定制了专门的外壳,外壳上面有一个小窗,维修人员可以打开小窗快速修理好烧坏的充电器(连通一根导线),但对于普通用户来说,仍然没有多大作用,因为缺乏焊接工具,并且修理好之后,仍然没法在极性相反的电动车上面使用。可见,要做好一个充电器并非易事。
4、过热保护
过热保护,是充电器的一个自我保护功能,并不是针对电池过热的保护功能,因为常规充电器无法获取电池的温度。这个功能,是在环境温度过高,或充电器风扇停转,散热不良等情况造成充电器内部功率元器件温度迅速升高时,由热敏电阻以及相关控制电路感知后,降低输出功率,或者关闭输出,从而避免充电器过热损坏。目前一般只有整车厂配套的高品质充电器才具有过热保护功能,市面上所售的充电器由于成本控制等原因,一般没有这个功能。而且即使有这个功能,但充电器的使用环境复杂多变,也未必能百分百起作用,廉价充电器配的散热风扇质量也好不到哪里去,因此充电器因过热烧坏的情况十分常见。
5、自动断电(定时关机、定时保护)
在第一篇文章我们已经介绍过,常规充电器判断电池是否充满的唯一依据是转灯电流。在实际使用当中,电池过充鼓包的现象十分常见,且已经成为电池损坏报废的第一大表现。业界有一种说法,认为由于充电器转绿灯进入浮充涓流阶段后,小电流持续对电池进行充电导致过充鼓包,广大用户信以为真,甚至出现半夜起床拔充电器的情况。因此自动断电成了“高端”充电器的标志,不能自动断电的充电器卖不动,于是各家都纷纷推出自动断电的充电器。
这种定时关机、自动断电的充电器,更先进更安全了,它的主要表现就是,充电进入浮充阶段转绿灯后,若干小时,充电器就自动关机了,指示灯也熄灭了。由于程序控制各个厂家都保密,其具体的定时保护机制还不得而知。不过我们认为这个功能并未能从源头上解决电池过充的问题,对于电池一旦出现热失控,其定时功能是否能及时百分百起作用,目前还没有定论,其定时机制如果能够强制起作用,对于减少电池过充鼓包,以及减少充电安全事故还是很有帮忙的。如果其定时机制不够完善,往往会出现两种情况,第一就是电池仍然过充鼓包,定时起不到应有的作用,第二就是电池不鼓包的几率少了,但电池不耐用的情况仍然不少,其表现就是电池外观完好,但电池却失效了,这是定时保护在电池热失控尚未鼓包时及时起了作用导致的。这个我们以后会有专门文章再作探讨。
6、温度补偿
铅酸电池受季节、环境温度影响比较明显,夏天气温高,电解液活性增强,可能会导致电池热失控而鼓包报废,冬天气温低,电解液活性减弱,电化学反应不充分,会导致电池存放电能力下降,强行充电有可能损坏电池。充电控制就相当于煮饭时水和火候要掌握得好,否则很容易烧糊了,因此冬夏两季是电池损坏的高发季节,这是铅酸电池的一个特性和硬伤。铅酸电池的理想使用温度为25℃,常规充电器最高充电电压值就是按照25℃的理想状态来设定的,出厂后无法修改这个值。温度补偿功能,是指当气温较高时,需要降低这个最高充电电压值,避免充坏电池,而当气温较低时,需要升高这个最高充电电压值,以提高电解液的活性,提升电池的储存电量的能力。
常规充电器是没有这个温度补偿功能的,一来会增加成本和设计难度,二来实际实施很难掌握,厂家干脆不要这个功能了。冬天电池续航缩短,等来年气温回升又会恢复正常里程的,跟汽车在寒冷的冬天打火启动困难,是一样的道理的。
根据我们的实践,夏天甚至是全年都降低最高充电电压是有好处的,而冬天由于低温电池放电能力大为减弱,因此即使强充电,也放不出多少电量,所以这个温度补偿功能在冬天并没有多大意义,低温环境下提高最高充电电压甚至有可能导致电池损坏,得不偿失。
7、脉冲修复
脉冲充电分为:负脉冲、正脉冲、正负脉冲。1967年美国人麦斯(J.A.Mas)研究公布,用脉冲电流充电,充电间歇时对电池放电。放电有利于消除极化、降低电解液温度、提高极板接受电荷的能力。
常规充电器基本上是没有脉冲功能的,由于脉冲功能的实现对充电器的设计要求较高,而且会增加成本,因此大多数只是一定宣传手法而已。
脉冲修复一直是充电器厂家和广大用户在不断实践研究的课题,普遍认为,使用脉冲充电器可以修复容量衰减的铅酸电池,一定程度上恢复电池容量。这方面估计电池厂家有相关技术,但不愿意透露。根据我们的实践研究,单纯利用脉冲充电,对于恢复电池容量,并没有发现明显的效果,希望有经验的同行分享成果。
四、电动车电池、充电器常见问题解答
1、新电池是否需要激活?
答:关于电池激活的说法,估计是从手机行业传过来的。其实铅酸电池没有我们想象中的那么脆弱,铅酸电池的激活是生产制造环节的事情,如果电池到了用户手上还需要进行深充深放激活,那岂不是很麻烦?万一激活失败呢?如果出厂前没有完全激活,又怎样检测电池的容量是否达标呢?因此不存在激活的说法。不过电池在生产流通环节,从出厂到装车的时间有可能比较长,本来出厂是满电的,由于存放时自放电,因此首先装车时需要补充电,这个倒是有可能的。
2、充电时,充电器究竟先插哪一端,充电结束后,究竟先拔哪一端?
答:使用充电器时,究竟先插直流端(电池端)还是交流端,这个没有严格的规定。同样地,充电器也没有我们想象中的那么脆弱,如果因为连接顺序搞错而损坏,那么估计厂家都得倒闭。不过由于充电器成本控制,我们会发现接通交流电瞬间,高品质的充电器没有插头打火的现象,而市面上买到的充电器,大多数有打火的现象。从电气安全的角度出发,我们应该遵循在断开高电压(交流端)的情况下,再操作低电压(直流端)的原则,比较稳妥,也就是说,充电时,先插充电口再插交流电,充电结束后,先拔交流电,再拔充电头。
3、充电器为什么不像控制器那样内置到整车当中?厂家为什么禁止充电器随车携带?
答:充电器是将交流电转换成直流电,而控制器不存在交直流转换的情况,因此充电器对工作环境的要求更高,工作时间更长,其故障率也比控制器高。控制器为被动散热,充电器为主动散热,充电器对散热要求更高,如果充电器要做成控制器那样密封防水抗震,同时又要满足散热要求,那么成本会提高很多,实施难度也大,安全性也很难得到保障,加上其体积也比控制器大,除了占用空间外,一旦损坏需要专业人士才能检修,用户无法自行直接更换,因此充电器不适合内置到整车当中。
由于充电器大部分使用单层电路板,其强度没双层电路板高,再加上变压器较重,还有两个大电容,长期随车携带颠簸震动,会导致元件器虚焊甚至脱落,充电器出现故障的情况。如果确实要随车携带,建议采用泡沫包裹一下,提高抗震能力。
另外,很多用户充电后在收纳充电器时,有卷线的习惯,我们不建议卷线,次数多了,电源线内部就会断裂,充电器无法充电。
4、铅酸电池是否有记忆效应,随用随充好还是电量差不多用完再充比较好?
答:上面已经提到,铅酸电池没有我们想象的那么脆弱,铅酸电池常见的容量衰减失效起因主要有三大方面,一是正常生命周期(循环充放电次数累积逐渐失水失效),二是亏电后没有及时充电导致硫化失效,三是充满电后长期不使用,电池自放电后亏电硫化失效。随用随充(又叫浅充浅放,指的是不管电池电量是否用完,每使用一次或数次后就充一次电)好,还是电量差不多用完(又叫深充深放)再充电好,这个并不是影响电池寿命的关键因素,由于电动车续航里程有限,为了保证有足够的电量,大部分用户都是习惯一天一充或数天一充,浅充浅放、深充深放的频率都相当。根据我们的实践,不管你采用哪种充电习惯,当电量差不多用完或者已经用完后,最好能在24小时内充上电。如果充满电后存放,7天左右应该补充一次电,存放超过15天最好能骑行一次,充一次电。电池不使用比使用坏得更快,更难维护保养。存放期间不建议开启防盗报警器,最好关闭空气开关,切断总电源。
5、三阶段充电器好还是更多阶段的充电器好?
答:多阶段其实也是三阶段的延伸,作为一个产品,我们建议还是中规中矩比较好,控制越复杂,不可预料的因素越多。把三阶段研究利用好已经很不简单了。电动车充电器不会采集每一只电池的数据,可以说是盲充瞎灌的,电池的检测维护修复必须采集到每一只电池的真实数据,脱离了这个事实基础谈维护保养修复是站不住脚的。
6、为什么电池要设计成串联后整组充电而不是给每只电池单独充电?
答:给每只电池单独充电,确实是保证电池正常寿命的好办法,只是每只电池都需要引出充电口,导线较多,加上安装使用也复杂,目前,有些动手能力强的有识之士就是采用这种方式来延长电池寿命,效果还是看得见的。
例如一组60V电池组,有5只12V电池,则需要配备5个充电器和5个充电口,即使将5个充电器整合到一起,使用一个多芯充电口连接5只电池,体积也比较大,而且造价贵,显然为厂家和广大用户所不能接受,并且万一坏了某个充电器,一般用户也未必能及时发现。没有采取这种充电方式,主要还是不方便。
7、充电器的参数是如何检测的,生产维修检测过程中是否需要为每一个型号的充电器配备相同型号的电池组来测试?
答:充电器的工作状况以及各项参数的检测有专门的充电器检测仪,其使用的是电子负载(可以理解成模拟电池组),通过电位器可以调节电子负载的大小,因此一个电子负载即可检测各种型号规格的充电器。充电器检测仪可以快速准确实时采集到充电器各项参数的数据,无需像实际充电那样需要漫长的等待。
充电器在生产制造时有一个老化检测环节,这个老化并不是设备陈旧老化那个老化,指的是让充电器满负载连续工作若干小时(一般为48小时),能通过老化检测环节且没有出现故障的为合格产品,不能通过老化检测环节的为不合格产品,这个过程使用的仍然是电子负载,不需要使用电池组。不过在研发验证阶段,电子负载和真实的电池组都会用到。
8、为什么使用了带定时关机功能的充电器,在实际修理当中仍然能碰到很多电池被充鼓包?
答:一个好产品的炼成需要长时间的经验积累总结和验证,三阶段充电器看似简单,如果我们照搬电池厂的参数和数据,或者按照理想状态来设计程序,是很难百分百兼顾到复杂多变的实际使用情况的。电池从新到旧不断在老化,严寒酷暑四季更替,可以说电池每一天都在变化,而充电器的参数是固定的、控制程序也不可能面面俱到,以不变的充电器,去充复杂多变的电池,难免力不从心。再加上控制程序设计必须建立在大量实践实验的基础上,一般的厂家和研发人员,很少有那么用心和有那么大的精力去找足够多数量的电动车进行长期跟踪研究。
亦有可能跟第7个问题有关,如果程序控制过于精准,可能会导致充电器无法完成老化检测。
9、 充电器是否需要校准,用户能否自行修改参数?
答:早期的充电器设计会使用可调电阻,一方面是方便生产调试,另一方面据说确实是为校准做准备的,随着元器件的老化,数值可能会发生偏移,因此预留了校准功能,可见当时设计的初衷是要用很长时间的。目前市场竞争很激烈,充电器的寿命没那么长了,而且基本上不采用可调电阻了,因此无法校准了。
出厂已经固化设定好的参数,除了做研究的专业人士,普通用户不要去修改,容易产生安全事故。
10、充电器在设计时对于恒压值(包括最高充电电压和浮充电压)的设定,有人说每低0.5V,里程就会缩短若干公里,是否属实?
答:这个问题要分情况分析,由于目前常规充电器的参数都会对电池造成一定程度的过充,降低电压反而能减少过充,技术人员可以自行做实验验证,根据我们的实践,最高充电电压降低0.5V,正常情况下里程不会缩短,降低了电压,得出来的里程应该是电池的真实里程,特殊情况下,不降低电压得出来的里程提升,是电池过充产生的结果。
这样往往会给用户造成一种错觉:用了某某品牌的充电器,跑得更远了,质量确实好。其实这是要牺牲电池寿命为代价的。
11、雷雨天能否充电,充电器有没有防雷能力?
答:目前充电器成本控制得很死,很多连保险管都省略了,更别说防浪涌元件了,一旦打雷闪电导致电网产生高压,除了损坏充电器以外,还可能损坏控制器,损失很大,因此我们建议使用防浪涌插座,雷雨天暂停充电。
12、电池为什么不设计成快充?使用快充对电池有什么危害?
答:铅酸电池的充电是电化学反应的过程,充电电流过大,必然导致电池发热、极板软化、缩短寿命。即使能从工艺上解决这个问题,那么电池和充电器的成本会大幅提升,最终都是由用户来出钱,除了送货送餐车急需快充外,一般电动车不需要快充。电动车的各方面安全设计,其极限都只是将电量用尽,人为强制让电动车超负荷工作,电机、控制器、线路持续工作发热,存在一定安全隐患。常规电动车的充电电流不会大于3A,充电接口以及相关线路的承载能力不会比这个3A大多少,一下子增大到10A,除了缩短电池寿命外,电路的安全隐患也很大。
13、充电器为什么不设计成通用,用错充电器时,充电器是否有容错能力?
答:目前电子科技正在高速发展,但并没有多少应用到提升电动车的安全性上面。正如本文前面介绍过,充电器与电池之间就是盲婚哑嫁的关系,只要能连接到一起就行,充电过程也是盲充瞎灌。简单来说,充电器和电池之间没有任何互相甄别的机制,充电器不知道电池是否匹配,电池也不知道充电器是否匹配。这个安全关全靠人去把关,一旦人为错误,后果很难想象。因此,充电器本身是没有容错能力的,你错了,它就将错就错。
至于为什么不给充电器增加容错能力,这又是一个矛盾。首先设计生产调试难度大,其次成本增加,再次,充电器在某些特殊情况下可能无法使用:
空载0V安全无输出的充电器,必须连接电池组(检测到有电压)后才会输出电压电流。而充电器在生产检测修理环节使用的电子负载,本身是不带电压的,相当于充电器检测不到有电池组接入,因此充电器检测仪需要配备一个触发源,大约为30V左右,主要是为了兼容36-72V以及更高电压级别的充电器。至于为什么要设置在30V左右,是因为如果这个电压设定值偏高了,例如设定48V,那么,检测仪就无法检测36V充电器了,因为36V电池充满电后电压都比48V低,充电器会认为电池已经满电,所以不工作。例如有厂家给48V充电器增加了容错能力,目的是防止用户将48V充电器误用到36V电池组上面。它的工作原理:接入的电池组,电压要高于40多伏,才会被认为是正确的电池组,低于这个数值,充电器则会认为接入的是36V电池组,出于安全考虑,充电器不工作。这样还导致了充电器检测仪无法触发这种充电器,给生产和检测都带来很多不便。
从上述情况来看,72V充电器,即使接到36V电池组,它也是能够开始充电的,可见用错充电器是非常危险的行为,我们就不要指望充电器本身有容错能力了。
在实际使用当中,用户有可能忘记充电,而导致电池电压偏低,在电池未出现明显硫化的时候,只要接上充电器,是可以逐渐给电池补充电量而恢复正常的。而具有容错能力的充电器,此时就无能为力了,不管是用户还是专业修理师傅,都会误认为电池彻底报废了。
增加容错能力尚且如此多问题,通用充电器就更加多问题了。
市面上有出现通用充电器的,除了造价不便宜之外,出于安全考虑,估计厂家都不敢生产,商家也不敢销售。
充电器和电池之间是没有任何安全交互机制的,现在要让充电器认出电池,除了实施难度大之外,不确定因素也太多了,安全隐患很多。
目前出现过的通用充电器主要有两种:一种是各项工作参数由用户设定调节的,需要具备专业知识才能用,另一种是全自动智能的,人工无法干预。有些是36-72V通用,有些是48-60V通用,有些是只支持一种电压级别,宣称能兼容同电压级别的数种不同容量的电池。
由用户设定的通用充电器,如果人为不发生错误,那么使用起来是安全有效的,如果人为发生错误,也是有安全隐患的。
全自动智能,人工无法干预的通用充电器,安全隐患更多,首先是电压级别的识别,充满电的48V电池组,实时电压有53V左右,而60V电池组的放电截止电压是52V左右,48V和60V电池组的电压范围存在交集。这时,充电器极易将48V电池组识别成60V电池组,即使程序设计得再完善,也不能排除用户在48V电池组已经满电的时候又充电,再者,万一充电过程中发生短暂停电,那么48V电池组的实时电压至少有55V以上,此时一旦来电,充电器百分百会将48V电池组误判成60V电池组。如果程序后期没有自动纠错能力,后果很严重。
笔者曾经测试过某款自称48V12-20AH通用的充电器,根据我们的实测,其电流一般都是按20AH电池组的参数输出2.8A左右,虽然不存在电压级别识别错误的安全隐患,但对于12AH电池组仍然不是最佳的充电参数,因此,其宣称兼容,应该只是一种宣传手段罢了。
前面我们介绍过了,各个厂家为了防止用户用错充电器,使出了浑身解数,即使各家接口互不兼容,但仍然无法避免用户同时拥有同一厂家的电动车数辆,在某辆车配套充电器损坏时,病急乱投医,拿另一辆不同电池型号规格的电动车原装充电器来使用,同样存在安全隐患。
因此,我们希望能解决这个安全隐患的方案尽快出台。
14、请详细介绍一下用错充电器的各种情况。
答:用错充电器的情况主要有以下四种:
(1)高充低
在所有用错充电器的情况当中,高充低是危险级别最高的一个。例如使用60V充电器对48V电池组进行充电。我们知道,48V电池组的最高充电电压是59V左右,而60V电池组的最高充电电压是73V左右,60V充电器必须把电池电压充到73V才能完成第一阶段恒流段再进入恒压段,以48V电池组的体质,充到灰飞烟灭都达不到73V,因此充电器永远无法结束第一阶段的充电,始终以最大电流持续对电池进行充电,直到电池爆炸起火。因此严禁高充低。
(2)低充高
例如使用48V充电器给60V电池组充电,这种情况在电池亏电严重的时候能充进一少部分电量,不过充电器很快就会结束充电。在电池电量较足时,充电器不工作。
注意:如果使用48V充电器给72V或者更高电压的电池组充电,即使没有接交流电的情况下,极有可能电池组的电压超过充电器元器件的最高耐压值,导致充电器损坏。
(3)大充小
例如使用48V20AH充电器给48V12AH电池组充电,这种情况比较有趣,普遍认为会过充,只有充分了解电池的充电原理之后,你会发现,这种情况不会过充,反而不一定有48V12AH充电器充得满。
为什么会这样呢?如果排除浮充阶段不考虑,因为48V20AH充电器的转灯电流大于48V12AH充电器的转灯电流,两者一对比,在这种情况下,相当于充电器提前结束了充电,所以大充小,理论结果不是过充,而是欠充,充不满的。当然,实际充电过程中,充不满的会在浮充段补足,所以是能充满的。只不过48V12AH电池组的最佳充电参数仍然是使用配套的48V12AH充电器。
(4)小充大
例如使用48V20AH充电器给48V45AH电池组充电,这个跟大充小一样有趣,普遍认为会充不满,这个问题要具体分析。
首先,48V20AH充电器给配套的48V20AH亏电电池组充电,全程大概需要8-10小时,如果用来给48V45AH亏电电池组充电,充电8-10小时就人为停止充电了,那么这种情况下就是充不满,大约只充了50%的电量。
其次,如果充电时间足够长(例如超过24小时),用48V20AH充电器给48V45AH电池组充电,结果不是充不满,而是过充,甚至电池会鼓包。
为什么会这样呢,因为48V20AH充电器的转灯电流小于48V45AH充电器的转灯电流,相当于48V45AH电池已经充满了,但充电器仍然持续充电,百分百过充,如果电池状况不佳,极易出现热失控鼓包的情况。
15、原车使用60V20AH电池组,更换同体积同尺寸的60V22AH黑金电池后,里程提升不明显,商家说是充电器小了导致充不满,是否需要更换充电器?
答:这种情况不需要更换充电器,只不过充电时间会长一些。电池容量才增加了一点点,从技术角度分析,不会充不满,而且会有一定程度的过充,因为电池容量大了,充电器的转灯电流没有相应提高,请参考第14个问题。至于商家宣传原来的充电器充不满或者用户反应里程提升不明显,我们猜测,可能是这种高容量版电池,初期工艺不太成熟,品质不佳,或者商家想掩饰数据被夸大宣传的说辞。
16、兼容48V12AH和48V20AH两种电池组规格的电动车,由48V12AH电池组换成48V20AH电池组后,感觉力度大了,车速也快了,是什么原因?是否会因为电池容量增大而导致电流过大烧坏电机,是否需要更换充电器或其他部件?
答:由于原车设计是兼容两种规格的电池组的,更换同电压级别更大容量的电池组,不存在超压使用的情况,因此不必担心对车辆部件有伤害。整车重量会增加,同时续航里程会有大幅提升。
输出电流的大小是由控制器决定的,控制器的最大输出功率不会随电池容量的增减而产生明显的变化。在控制器没有更换的情况下,是不会出现电流过大烧坏电机的情况的。
20AH电池组存储的电能更多,在输出同等大小电流的情况下,其电压下降幅度会比12AH电池组的下降幅度小一些,也就是说,20AH电池组的实时负载电压会略高一些,我们知道,功率=电压X电流,电压略高,电流大小一样,电机的实时功率会稍高于使用12AH电池组时的功率,因此电动车的力度和车速也会稍为提高,是正常现象。另外,同一组电池组,随着电量的下降(电压下降),动力会不断减弱,最高车速也会随之下降,就是这个道理。
更换了48V20AH电池组后,需要更换配套的48V20AH充电器,其他部件不需要更换。
17、电动三轮车使用两组电池组时,如何使用,如何充电?
答:这个分两种情况:
第一种是将两组电池合成一组电池使用,两组电池必须是同型号规格同厂家同批次,充放电都是并联状态,无法单独一组使用,配置一个充电口,一个充电器。例如将两组同厂家同批次的60V20AH电池组,并联成一组60V40AH电池组,配置一个充电口,配套使用60V40AH充电器。注意:充电器要按并联后的总容量40AH进行匹配,不能使用60V20AH充电器。
第二种是通过空气开关控制两组电池,电池只需要同电压级别即可,对厂家批次容量没有要求,配置两个充电口,使用各自配套的充电器,充电器不能混用。这种情况也分两种使用方法,一是可以并联使用,也可以单独使用,但充电时必须人工拉闸分开两组电池组,二是使用专用空气开关,同一时间只能接通其中一组电池,两组电池组无法同时并联使用,使用完一组再使用另一组,这样充电时不需要人工拉闸分开两组电池。为了避免人为忘记拉闸分开两组电池组,使用第二种方法的情况比较多,这样在实际使用当中也可以通过观察每一组电池组的续航里程来粗略判断电池的实际状况。
多于两组以上电池组的配置,使用方法一样。
18、配备两组同型号规格电池组的电动三轮车,在载重和路况相同的情况下,两组电池组并联后一起用跑得远还是一组用完再用另一组加起来跑得远?
答:从理论上看,两组并联后一起用跑得更远。根据铅酸电池的特性,放电电流越大,放电时间越短,放出电量越少,并联后,相当于放电电流只有单独使用时的一半,所以放出电量更多。这个我们实践经验不多,仅供参考。
19、电动三轮车配备两组同电压级别,不同容量规格的电池组,能否并联使用,对电池有没有伤害?
答:可以并联使用,但最好在两组电池都充满电,电压相差不大的时候合闸并联。由于并联后电压是相等的,输出电流会自动分担的,电池容量大,输出的电流也大,因此不必担心容量小的一组电池输出的电流过大,对电池没有伤害。例如,60V45AH电池组和60V20AH电池组可以并联使用,但充电时不要并联在一起,要分开单独充电,并且要使用各自配套的充电器,不能用错。
20、加装备用电池可以使电动车续航里程成倍增加,对电动车有什么影响?
答:常规电动车并没有为备用电池准备安装空间以及相应的控制电路、元器件,因此备用电池的安装使用充电都存在一定安全隐患,并且涉及到改装问题,因此不建议增加备用电池。续航里程成倍增加,必然导致电机和控制器超负荷工作,发热量大增,有烧坏的风险。
21、电动车电池和充电器是否需要定期检测保养,电池能否补充蒸馏水,失效的电池能否修复?
答:电动车电池的使用环境其实是比较恶劣的,风吹雨打、日晒雨淋,早期电动车电池仓的设计是比较高而且倾向于把电池包围起来的,这样能更好地保护电池,防止外力碰撞损坏电池,同时减少了沙尘和积水溅到电池上面。后来由于电池鼓包的频率很高,并且鼓包后电池体积膨胀粘连在一起,很难从电池仓上面拆下来,电池仓也没有多余的空间给电池膨胀变形,在电池热失控的情况下,不利于电池散热。因此后来电池仓就做得很矮了,在外面就能看到电池,这样下雨天的沙土、污水等就布满电池周围,甚至腐蚀电池线的铜鼻子。
因此,定期对电池和充电器进行检测和保养是有必要的,特别要注意电池的外观以及电池线、大主线等。对于使用超过一年的电池,可以对电池进行充放电检测,以了解电池的真实状况,不过一般的修理店和售后部可能没有电池充放电检测设备,充电器检测仪更加少见,用户也不想额外花钱,电池和充电器的定期检测保养就相当于没有了。
另外,我们建议专业技术师傅,最好配备充电器检测仪,在销售修理环节进一步把关,以百分百保证电池和充电器配套。
至于电池能否补充蒸馏水,这个需要专业知识和一定经验才能操作,一般用户不宜实施,操作不当反而会导致电池报废。至于电池的修复,那是工厂才能做的事情,个人不建议参与,我们后续会有专门文章介绍。
22、电池使用已经有两年了,但充电很快就显示充满了,骑行时很快就没电了,是不是充电器坏了充不进电?
答:这种情况最好找专业的修理店对充电器和电池进行检测。根据我们的实践经验,在排除充电器问题的情况下,一般是某一只电池失效导致的,如果单纯测量每只电池的电压,会发现这种电池电压偏低,比其他电池要低好几伏,在充电时它的电压上升很快,并且有可能短时间内超过16V以上,拉高了电池组的电压,导致充电器很快就误认为电池充满了。对其进行充放电容量检测时,通常放电时间只有几分钟,在车辆行驶时会大幅拉低电池组的电压,因此续航里程大为缩短。此时就需要更换一组新的电池了。这种情况称为电池单只落后且失效,详细情况请参考我们的第一篇文章。
23、60V电池组经检测,确定其中一只电池失效了,是否可以只更换失效的电池?
答:在日常修理当中,这种情况很常见,出于安全考虑,必须整组更换全新的电池。不同厂家不同批次非原装原组的电池不能混用,否则出了事故没有人承担得起责任。无论设备有多先进,技术有多好,能找到另一只很匹配的旧电池,或者全新的电池,都不要只更换失效的电池。像这种情况,如果要作科学研究实验,可以将60V电池组去掉失效的一只电池,其他四只电池经检测一致性较好,且能正常充放电后,降级为48V电池组使用,但也仅限于专业人士科学研究实验,普通用户勿试。
千里之行,始于足下,我们希望有更多的科研工作者关注和投入电动车行业,共同为推动电动车产业的健康发展添砖加瓦。
(限于篇幅及作者水平有限,文中错误在所难免,恳请各位前辈老师、读者们批评指正。)
广州 钟伟初
全文约一万四千余字,首次发表于《电子报》2021年第46、47、48、49期
作者单位:广东初哥大老世科技有限公司
目前电动车电池(蓄电池、电瓶、蓄电瓶均是同一概念)主要有铅酸电池和锂电池两大类。由于铅酸电池生产、检测维护成本都比较合理,安全性、实用性经得起时间考验,性价比高,回收再利用价值高,因此,其主流地位不会轻易被锂电池取代。研究利用好电动车铅酸电池,具有很高的经济效益、社会效益和生态效益。
本文所称电池、充电器除特别说明外,均指电动助力车用阀控式铅酸蓄电池及其配套专用充电器。文中涉及的技术标准、参数、术语等均为电动车行业铅酸电池专用,不适用于其他行业,也不一定适用于锂电池。另外,对于容量在60AH以上的新能源铅酸蓄电池以及富液型铅酸蓄电池(俗称水电瓶),由于我们缺乏实践经验,不在本文讨论研究之列。
电动车充电器型号规格跟电池型号规格是一一对应的关系,不同型号规格的充电器之间不通用,铅酸电池和锂电池对应的充电器也不通用。铅酸电池、充电器具体的电流电压等规格参数请参考我们的第一篇文章(详见本报第38、39期第7版)。
笔者读书时非常热衷于科技产品的研发设计、研究应用,孜孜不倦地学习研究新技术,憧憬着将来天天泡在实验室,大力发展3C事业(即电脑、通信、消费电子产品)。后来因缘际遇,并没有在研发设计的道路上走多远。我们的世界,是一个矛盾的统一体,有生就有灭,有好就有坏,要想成为一名优秀的研发人员或者产品经理是相当不容易的事情,每天都活在矛盾当中,旧的矛盾解决了,新的矛盾必然出来,源源不断,没完没了。
记得某位前辈说过,走出实验室,没有高科技。在人类疯狂掠夺自然生态资源、过度生产、过度消费、污染日益严重的今天,如果科技不能创造更加美好的生活和明天,那么再高的科技,我们宁愿不要让它走出实验室。
另一位资深前辈说过,一款好的产品,应该具备SPACED六大原则:
1、Safty,必须保证安全,安全第一;
2、Performance,功能完整、性能良好;
3、Assurance,可靠、确信、诚信;
4、Comfortable,舒适、易用、良好的使用体验;
5、Economic,经济实惠、环保、节约资源;
6、Durable,稳固、品质好、耐用。
因此,产品研发设计,就是在不断地与矛盾较劲,永无止境。要遵循六大原则,在各个矛盾当中取得平衡,需要非常高超的智慧。
本文主要从技术应用以及广大电动车用户关注的焦点两大宏观角度来介绍电动车充电器,暂不深入涉及研发设计层面。
一、充电器在电动车整个生命周期中所处的位置――不被重视甚至被忽视
电动车可以简单理解成安装了动力装置、用电脑(控制器/司令部)控制的自行车,其成功量产并广泛使用,真的惠及千家万户,其盛况并不亚于汽车。
人们普遍关注的焦点主要是电池,电池耐用,就说电池质量好,电池寿命短,就说电池质量差。很少有人知道,在排除电池本身质量问题的情况下,决定电池寿命的关键因素居然是最不起眼的充电器。更严重的是,充电器在电动车设计制造、生产、销售、使用以及修理整个生命周期当中,基本上是被忽视的。
其根本原因是铅酸电池没有像锂电池那样标配了电池保护板,因为锂电池过充和过放的后果都是很严重的,轻则报废,重则爆炸,因此锂电池在安全方面不敢轻视。在电池有保护板的情况下,充电器基本上是可以被忽视的,充电器只管提供持续的电压电流,一旦出现异常,保护板可以随时立即切断充电器,充电器不必操心锂电池的安全问题。
但是,铅酸电池在充电环节可以说是裸奔没有任何保护的,哪怕连一个简单的过流保护都没有,更不用说过热、过充保护了。电池本身没有任何保护装置,因此充电器的设计和使用都要格外小心谨慎,一旦出错,后果不堪设想。充电器只负责充电,它是无法实现电池保护板的功能的,这个问题是一个长期存在的安全隐患,而且一直没有引起大的重视,更没有得到有效的解决。
二、电动车充电器的特有属性
充电器作为一个部件,一个产品,首先它要符合可靠、不容易损坏的基本属性,如果经常出问题,用户就会怨声载道,销售和售后的压力会非常大。因此,准确无误充满电,是用户的基本需求。我们知道,产品设计越复杂,出问题的几率也越多,因此充电器不能设计得太复杂,造价不能太高,太贵又怕被偷。
其次要符合易用、使用方便的基本属性,一款设计很好的产品,如果要专业人士才会用,或者上了年纪的人就不会用,那么也很难被广泛使用。
因此电动车充电器的设计看似简单,实际上是非常头疼的事情,厂家品牌千千万,出类拔萃的没见几个。此其一。
充电器与电池之间,实际上是一对充满矛盾的冤家,我们可以形象地比喻成盲婚哑嫁。举个笑话例子:
充电器厂家:用了我的充电器,夏天不过充,冬天不欠充,电池多用一年,N年不用换电池。
电池厂家:我们技术不断突破,超长续航,充一次电跑一百公里,超长寿命,一组顶N组。
用户:老板,你的电池是翻新货吗,跑不了50公里啊。
老板:这……
用户:老板,你的电池质量不行啊,换了还不够一年不到就跑不了30公里了,给我保修啊。
老板:这……
电池:充电器,你不行啊,把我充坏了。
充电器:电池,你质量太差,能怪我吗?
另外,电池厂家基本上都不生产、不配套、不指定充电器,这其中的奥秘大家可以发挥想象力,此其二。
尽管电动车生产制造技术已经非常成熟、研发设计水平也相当高,最复杂的控制器都能内置到车辆内部并且能稳定持续工作,充电器却成了孤零零的个体,单独存在,故障率却不低,此其三。
除了灯光喇叭这些小儿科以外,电动车的大部分操控、功能实现都由控制器接管,但唯独没有接管充电器(主流常规的电动车都是如此,个别可能有例外)。也就是说,充电器不归控制器(司令部)管,两者没什么交集,一个负责给电池充电,一个负责给电池放电,两者老死不相往来。其根本原因,是电动车充电时间较长,只能在停放期间充电,而此时电门锁关闭,出于安全及节能考虑,控制器处于关机状态,因此想管也管不了,此其四。
汽车加油,你知道加了多少升油,但电动车充电,你知道充了多少安时电量吗?甚至有没有充满你都糊里糊涂。在电子以及计算机技术相当发达的今天,这显然不科学、相当不接地气,此其五。
不过,业界还是有很多有心人的,他们为了提高产品质量,减少售后压力,在充电器的设计制造方面花了很多精力,特别是在充电接口上面劳心劳力,诸如极性相反、改通用接口为专用接口等,各家之间互不兼容,可谓五花八门、各显神通。目的只有一个,不让你随便乱用充电器,必须用电动车出厂配套的原装充电器,以减少人为因素导致电池出问题的几率。从电动车厂家的这一现象,我们可以看到,充电器的地位不容忽视。
目前的现状是,内行的人不断地寻找更好的充电器,外行的人不断地埋怨电池质量越来越差,此其六。
三、电动车充电器常见术语简介
1、三阶段充电法
12V铅酸电池的三阶段充电曲线图(图片来源于网络)
目前铅酸电池均采用业界公认的:恒流(也叫限流)、恒压(也叫限压或高恒压)、浮充(也叫涓流或低恒压)三阶段充电法,这是目前最简单最安全有效的充电方式。铅酸电池的工艺已经相当成熟,充电研究水平也很高,而多只电池串联后的充电研究,应该是随着电动车的广泛使用而兴起的,因此其研究时间并不长,我们认为可以提升的空间仍然很大,需要大家共同努力。
2、T型通用充电接口
为了避免混淆和出现歧义,我们先来一个约定,不管各家的接口如何变化,暂且不论公头还是母头,这里统一将充电器那边的充电线称为充电头,将电动车那边的充电接口称为充电口,不指定那边的统称为充电接口。
早期的电动车,以36V、48V两种规格为主,充电接口主要有圆形接口(圆口)和品字型接口(方口)两种,后来随着电池电压级别的提高,逐渐统一采用品字型接口,充电头和充电口都是品字型三竖的,其中中间一根柱是没有定义的,左右两根柱分别是正极和负极,极性是N+ L-。再后来出现分家,部分厂家将三竖品字型充电接口改为一横二竖(中横)充电接口(充电头和充电口同时改变了),这样导致了三竖充电头的充电器无法在中横充电口的电动车上面使用,中横充电头的充电器也无法在三竖充电口的电动车上面使用。
充电器厂家只好向电源线厂家定制了一种T型充电头,不管充电口是三竖还是中横的,都可以通用,因此叫T型通用充电接口,目前这种充电接口仍然是主流,但故事还没有结束,后面越演越烈,接口越来越多。
3、反接保护(空载0V安全无输出)
常规T型充电接口,极性是N+ L-(称为正接),在充电头可以直接测量到充电器的空载电压。后来有些厂家又开始搞特殊化了,改成相反的N- L+极性,当时的充电器设计是没有极性接反保护(简称反接保护)功能的,一旦用错极性相反充电器,就会烧坏充电器,导致充电器返修率飙升。因此充电器厂家被迫给充电器增加了反接保护功能,人为用错极性相反的充电器,充电器无法工作,但不会烧坏。
反接保护功能主要是使用可控硅BT151以及相关元器件组成反接保护电路,不接入电池组时,充电头测量不到电压,因此称为0V安全无输出,新国标为了安全考虑,这种设计已经成为充电器的统一标准了。
有些厂家为了提高充电器的兼容性,推出了极性自动切换的的充电器,使得不管是正接还是反接的充电口,都可以正常充电,但基于成本考虑等原因,目前仍不多见。不过随着各家不断推出专用接口,品字型充电接口大有被淘汰之势。
曾经有部分厂家,为了解决当时因用错极性相反的充电器导致充电器烧坏的情况,为充电器定制了专门的外壳,外壳上面有一个小窗,维修人员可以打开小窗快速修理好烧坏的充电器(连通一根导线),但对于普通用户来说,仍然没有多大作用,因为缺乏焊接工具,并且修理好之后,仍然没法在极性相反的电动车上面使用。可见,要做好一个充电器并非易事。
4、过热保护
过热保护,是充电器的一个自我保护功能,并不是针对电池过热的保护功能,因为常规充电器无法获取电池的温度。这个功能,是在环境温度过高,或充电器风扇停转,散热不良等情况造成充电器内部功率元器件温度迅速升高时,由热敏电阻以及相关控制电路感知后,降低输出功率,或者关闭输出,从而避免充电器过热损坏。目前一般只有整车厂配套的高品质充电器才具有过热保护功能,市面上所售的充电器由于成本控制等原因,一般没有这个功能。而且即使有这个功能,但充电器的使用环境复杂多变,也未必能百分百起作用,廉价充电器配的散热风扇质量也好不到哪里去,因此充电器因过热烧坏的情况十分常见。
5、自动断电(定时关机、定时保护)
在第一篇文章我们已经介绍过,常规充电器判断电池是否充满的唯一依据是转灯电流。在实际使用当中,电池过充鼓包的现象十分常见,且已经成为电池损坏报废的第一大表现。业界有一种说法,认为由于充电器转绿灯进入浮充涓流阶段后,小电流持续对电池进行充电导致过充鼓包,广大用户信以为真,甚至出现半夜起床拔充电器的情况。因此自动断电成了“高端”充电器的标志,不能自动断电的充电器卖不动,于是各家都纷纷推出自动断电的充电器。
这种定时关机、自动断电的充电器,更先进更安全了,它的主要表现就是,充电进入浮充阶段转绿灯后,若干小时,充电器就自动关机了,指示灯也熄灭了。由于程序控制各个厂家都保密,其具体的定时保护机制还不得而知。不过我们认为这个功能并未能从源头上解决电池过充的问题,对于电池一旦出现热失控,其定时功能是否能及时百分百起作用,目前还没有定论,其定时机制如果能够强制起作用,对于减少电池过充鼓包,以及减少充电安全事故还是很有帮忙的。如果其定时机制不够完善,往往会出现两种情况,第一就是电池仍然过充鼓包,定时起不到应有的作用,第二就是电池不鼓包的几率少了,但电池不耐用的情况仍然不少,其表现就是电池外观完好,但电池却失效了,这是定时保护在电池热失控尚未鼓包时及时起了作用导致的。这个我们以后会有专门文章再作探讨。
6、温度补偿
铅酸电池受季节、环境温度影响比较明显,夏天气温高,电解液活性增强,可能会导致电池热失控而鼓包报废,冬天气温低,电解液活性减弱,电化学反应不充分,会导致电池存放电能力下降,强行充电有可能损坏电池。充电控制就相当于煮饭时水和火候要掌握得好,否则很容易烧糊了,因此冬夏两季是电池损坏的高发季节,这是铅酸电池的一个特性和硬伤。铅酸电池的理想使用温度为25℃,常规充电器最高充电电压值就是按照25℃的理想状态来设定的,出厂后无法修改这个值。温度补偿功能,是指当气温较高时,需要降低这个最高充电电压值,避免充坏电池,而当气温较低时,需要升高这个最高充电电压值,以提高电解液的活性,提升电池的储存电量的能力。
常规充电器是没有这个温度补偿功能的,一来会增加成本和设计难度,二来实际实施很难掌握,厂家干脆不要这个功能了。冬天电池续航缩短,等来年气温回升又会恢复正常里程的,跟汽车在寒冷的冬天打火启动困难,是一样的道理的。
根据我们的实践,夏天甚至是全年都降低最高充电电压是有好处的,而冬天由于低温电池放电能力大为减弱,因此即使强充电,也放不出多少电量,所以这个温度补偿功能在冬天并没有多大意义,低温环境下提高最高充电电压甚至有可能导致电池损坏,得不偿失。
7、脉冲修复
脉冲充电分为:负脉冲、正脉冲、正负脉冲。1967年美国人麦斯(J.A.Mas)研究公布,用脉冲电流充电,充电间歇时对电池放电。放电有利于消除极化、降低电解液温度、提高极板接受电荷的能力。
常规充电器基本上是没有脉冲功能的,由于脉冲功能的实现对充电器的设计要求较高,而且会增加成本,因此大多数只是一定宣传手法而已。
脉冲修复一直是充电器厂家和广大用户在不断实践研究的课题,普遍认为,使用脉冲充电器可以修复容量衰减的铅酸电池,一定程度上恢复电池容量。这方面估计电池厂家有相关技术,但不愿意透露。根据我们的实践研究,单纯利用脉冲充电,对于恢复电池容量,并没有发现明显的效果,希望有经验的同行分享成果。
四、电动车电池、充电器常见问题解答
1、新电池是否需要激活?
答:关于电池激活的说法,估计是从手机行业传过来的。其实铅酸电池没有我们想象中的那么脆弱,铅酸电池的激活是生产制造环节的事情,如果电池到了用户手上还需要进行深充深放激活,那岂不是很麻烦?万一激活失败呢?如果出厂前没有完全激活,又怎样检测电池的容量是否达标呢?因此不存在激活的说法。不过电池在生产流通环节,从出厂到装车的时间有可能比较长,本来出厂是满电的,由于存放时自放电,因此首先装车时需要补充电,这个倒是有可能的。
2、充电时,充电器究竟先插哪一端,充电结束后,究竟先拔哪一端?
答:使用充电器时,究竟先插直流端(电池端)还是交流端,这个没有严格的规定。同样地,充电器也没有我们想象中的那么脆弱,如果因为连接顺序搞错而损坏,那么估计厂家都得倒闭。不过由于充电器成本控制,我们会发现接通交流电瞬间,高品质的充电器没有插头打火的现象,而市面上买到的充电器,大多数有打火的现象。从电气安全的角度出发,我们应该遵循在断开高电压(交流端)的情况下,再操作低电压(直流端)的原则,比较稳妥,也就是说,充电时,先插充电口再插交流电,充电结束后,先拔交流电,再拔充电头。
3、充电器为什么不像控制器那样内置到整车当中?厂家为什么禁止充电器随车携带?
答:充电器是将交流电转换成直流电,而控制器不存在交直流转换的情况,因此充电器对工作环境的要求更高,工作时间更长,其故障率也比控制器高。控制器为被动散热,充电器为主动散热,充电器对散热要求更高,如果充电器要做成控制器那样密封防水抗震,同时又要满足散热要求,那么成本会提高很多,实施难度也大,安全性也很难得到保障,加上其体积也比控制器大,除了占用空间外,一旦损坏需要专业人士才能检修,用户无法自行直接更换,因此充电器不适合内置到整车当中。
由于充电器大部分使用单层电路板,其强度没双层电路板高,再加上变压器较重,还有两个大电容,长期随车携带颠簸震动,会导致元件器虚焊甚至脱落,充电器出现故障的情况。如果确实要随车携带,建议采用泡沫包裹一下,提高抗震能力。
另外,很多用户充电后在收纳充电器时,有卷线的习惯,我们不建议卷线,次数多了,电源线内部就会断裂,充电器无法充电。
4、铅酸电池是否有记忆效应,随用随充好还是电量差不多用完再充比较好?
答:上面已经提到,铅酸电池没有我们想象的那么脆弱,铅酸电池常见的容量衰减失效起因主要有三大方面,一是正常生命周期(循环充放电次数累积逐渐失水失效),二是亏电后没有及时充电导致硫化失效,三是充满电后长期不使用,电池自放电后亏电硫化失效。随用随充(又叫浅充浅放,指的是不管电池电量是否用完,每使用一次或数次后就充一次电)好,还是电量差不多用完(又叫深充深放)再充电好,这个并不是影响电池寿命的关键因素,由于电动车续航里程有限,为了保证有足够的电量,大部分用户都是习惯一天一充或数天一充,浅充浅放、深充深放的频率都相当。根据我们的实践,不管你采用哪种充电习惯,当电量差不多用完或者已经用完后,最好能在24小时内充上电。如果充满电后存放,7天左右应该补充一次电,存放超过15天最好能骑行一次,充一次电。电池不使用比使用坏得更快,更难维护保养。存放期间不建议开启防盗报警器,最好关闭空气开关,切断总电源。
5、三阶段充电器好还是更多阶段的充电器好?
答:多阶段其实也是三阶段的延伸,作为一个产品,我们建议还是中规中矩比较好,控制越复杂,不可预料的因素越多。把三阶段研究利用好已经很不简单了。电动车充电器不会采集每一只电池的数据,可以说是盲充瞎灌的,电池的检测维护修复必须采集到每一只电池的真实数据,脱离了这个事实基础谈维护保养修复是站不住脚的。
6、为什么电池要设计成串联后整组充电而不是给每只电池单独充电?
答:给每只电池单独充电,确实是保证电池正常寿命的好办法,只是每只电池都需要引出充电口,导线较多,加上安装使用也复杂,目前,有些动手能力强的有识之士就是采用这种方式来延长电池寿命,效果还是看得见的。
例如一组60V电池组,有5只12V电池,则需要配备5个充电器和5个充电口,即使将5个充电器整合到一起,使用一个多芯充电口连接5只电池,体积也比较大,而且造价贵,显然为厂家和广大用户所不能接受,并且万一坏了某个充电器,一般用户也未必能及时发现。没有采取这种充电方式,主要还是不方便。
7、充电器的参数是如何检测的,生产维修检测过程中是否需要为每一个型号的充电器配备相同型号的电池组来测试?
答:充电器的工作状况以及各项参数的检测有专门的充电器检测仪,其使用的是电子负载(可以理解成模拟电池组),通过电位器可以调节电子负载的大小,因此一个电子负载即可检测各种型号规格的充电器。充电器检测仪可以快速准确实时采集到充电器各项参数的数据,无需像实际充电那样需要漫长的等待。
充电器在生产制造时有一个老化检测环节,这个老化并不是设备陈旧老化那个老化,指的是让充电器满负载连续工作若干小时(一般为48小时),能通过老化检测环节且没有出现故障的为合格产品,不能通过老化检测环节的为不合格产品,这个过程使用的仍然是电子负载,不需要使用电池组。不过在研发验证阶段,电子负载和真实的电池组都会用到。
8、为什么使用了带定时关机功能的充电器,在实际修理当中仍然能碰到很多电池被充鼓包?
答:一个好产品的炼成需要长时间的经验积累总结和验证,三阶段充电器看似简单,如果我们照搬电池厂的参数和数据,或者按照理想状态来设计程序,是很难百分百兼顾到复杂多变的实际使用情况的。电池从新到旧不断在老化,严寒酷暑四季更替,可以说电池每一天都在变化,而充电器的参数是固定的、控制程序也不可能面面俱到,以不变的充电器,去充复杂多变的电池,难免力不从心。再加上控制程序设计必须建立在大量实践实验的基础上,一般的厂家和研发人员,很少有那么用心和有那么大的精力去找足够多数量的电动车进行长期跟踪研究。
亦有可能跟第7个问题有关,如果程序控制过于精准,可能会导致充电器无法完成老化检测。
9、 充电器是否需要校准,用户能否自行修改参数?
答:早期的充电器设计会使用可调电阻,一方面是方便生产调试,另一方面据说确实是为校准做准备的,随着元器件的老化,数值可能会发生偏移,因此预留了校准功能,可见当时设计的初衷是要用很长时间的。目前市场竞争很激烈,充电器的寿命没那么长了,而且基本上不采用可调电阻了,因此无法校准了。
出厂已经固化设定好的参数,除了做研究的专业人士,普通用户不要去修改,容易产生安全事故。
10、充电器在设计时对于恒压值(包括最高充电电压和浮充电压)的设定,有人说每低0.5V,里程就会缩短若干公里,是否属实?
答:这个问题要分情况分析,由于目前常规充电器的参数都会对电池造成一定程度的过充,降低电压反而能减少过充,技术人员可以自行做实验验证,根据我们的实践,最高充电电压降低0.5V,正常情况下里程不会缩短,降低了电压,得出来的里程应该是电池的真实里程,特殊情况下,不降低电压得出来的里程提升,是电池过充产生的结果。
这样往往会给用户造成一种错觉:用了某某品牌的充电器,跑得更远了,质量确实好。其实这是要牺牲电池寿命为代价的。
11、雷雨天能否充电,充电器有没有防雷能力?
答:目前充电器成本控制得很死,很多连保险管都省略了,更别说防浪涌元件了,一旦打雷闪电导致电网产生高压,除了损坏充电器以外,还可能损坏控制器,损失很大,因此我们建议使用防浪涌插座,雷雨天暂停充电。
12、电池为什么不设计成快充?使用快充对电池有什么危害?
答:铅酸电池的充电是电化学反应的过程,充电电流过大,必然导致电池发热、极板软化、缩短寿命。即使能从工艺上解决这个问题,那么电池和充电器的成本会大幅提升,最终都是由用户来出钱,除了送货送餐车急需快充外,一般电动车不需要快充。电动车的各方面安全设计,其极限都只是将电量用尽,人为强制让电动车超负荷工作,电机、控制器、线路持续工作发热,存在一定安全隐患。常规电动车的充电电流不会大于3A,充电接口以及相关线路的承载能力不会比这个3A大多少,一下子增大到10A,除了缩短电池寿命外,电路的安全隐患也很大。
13、充电器为什么不设计成通用,用错充电器时,充电器是否有容错能力?
答:目前电子科技正在高速发展,但并没有多少应用到提升电动车的安全性上面。正如本文前面介绍过,充电器与电池之间就是盲婚哑嫁的关系,只要能连接到一起就行,充电过程也是盲充瞎灌。简单来说,充电器和电池之间没有任何互相甄别的机制,充电器不知道电池是否匹配,电池也不知道充电器是否匹配。这个安全关全靠人去把关,一旦人为错误,后果很难想象。因此,充电器本身是没有容错能力的,你错了,它就将错就错。
至于为什么不给充电器增加容错能力,这又是一个矛盾。首先设计生产调试难度大,其次成本增加,再次,充电器在某些特殊情况下可能无法使用:
空载0V安全无输出的充电器,必须连接电池组(检测到有电压)后才会输出电压电流。而充电器在生产检测修理环节使用的电子负载,本身是不带电压的,相当于充电器检测不到有电池组接入,因此充电器检测仪需要配备一个触发源,大约为30V左右,主要是为了兼容36-72V以及更高电压级别的充电器。至于为什么要设置在30V左右,是因为如果这个电压设定值偏高了,例如设定48V,那么,检测仪就无法检测36V充电器了,因为36V电池充满电后电压都比48V低,充电器会认为电池已经满电,所以不工作。例如有厂家给48V充电器增加了容错能力,目的是防止用户将48V充电器误用到36V电池组上面。它的工作原理:接入的电池组,电压要高于40多伏,才会被认为是正确的电池组,低于这个数值,充电器则会认为接入的是36V电池组,出于安全考虑,充电器不工作。这样还导致了充电器检测仪无法触发这种充电器,给生产和检测都带来很多不便。
从上述情况来看,72V充电器,即使接到36V电池组,它也是能够开始充电的,可见用错充电器是非常危险的行为,我们就不要指望充电器本身有容错能力了。
在实际使用当中,用户有可能忘记充电,而导致电池电压偏低,在电池未出现明显硫化的时候,只要接上充电器,是可以逐渐给电池补充电量而恢复正常的。而具有容错能力的充电器,此时就无能为力了,不管是用户还是专业修理师傅,都会误认为电池彻底报废了。
增加容错能力尚且如此多问题,通用充电器就更加多问题了。
市面上有出现通用充电器的,除了造价不便宜之外,出于安全考虑,估计厂家都不敢生产,商家也不敢销售。
充电器和电池之间是没有任何安全交互机制的,现在要让充电器认出电池,除了实施难度大之外,不确定因素也太多了,安全隐患很多。
目前出现过的通用充电器主要有两种:一种是各项工作参数由用户设定调节的,需要具备专业知识才能用,另一种是全自动智能的,人工无法干预。有些是36-72V通用,有些是48-60V通用,有些是只支持一种电压级别,宣称能兼容同电压级别的数种不同容量的电池。
由用户设定的通用充电器,如果人为不发生错误,那么使用起来是安全有效的,如果人为发生错误,也是有安全隐患的。
全自动智能,人工无法干预的通用充电器,安全隐患更多,首先是电压级别的识别,充满电的48V电池组,实时电压有53V左右,而60V电池组的放电截止电压是52V左右,48V和60V电池组的电压范围存在交集。这时,充电器极易将48V电池组识别成60V电池组,即使程序设计得再完善,也不能排除用户在48V电池组已经满电的时候又充电,再者,万一充电过程中发生短暂停电,那么48V电池组的实时电压至少有55V以上,此时一旦来电,充电器百分百会将48V电池组误判成60V电池组。如果程序后期没有自动纠错能力,后果很严重。
笔者曾经测试过某款自称48V12-20AH通用的充电器,根据我们的实测,其电流一般都是按20AH电池组的参数输出2.8A左右,虽然不存在电压级别识别错误的安全隐患,但对于12AH电池组仍然不是最佳的充电参数,因此,其宣称兼容,应该只是一种宣传手段罢了。
前面我们介绍过了,各个厂家为了防止用户用错充电器,使出了浑身解数,即使各家接口互不兼容,但仍然无法避免用户同时拥有同一厂家的电动车数辆,在某辆车配套充电器损坏时,病急乱投医,拿另一辆不同电池型号规格的电动车原装充电器来使用,同样存在安全隐患。
因此,我们希望能解决这个安全隐患的方案尽快出台。
14、请详细介绍一下用错充电器的各种情况。
答:用错充电器的情况主要有以下四种:
(1)高充低
在所有用错充电器的情况当中,高充低是危险级别最高的一个。例如使用60V充电器对48V电池组进行充电。我们知道,48V电池组的最高充电电压是59V左右,而60V电池组的最高充电电压是73V左右,60V充电器必须把电池电压充到73V才能完成第一阶段恒流段再进入恒压段,以48V电池组的体质,充到灰飞烟灭都达不到73V,因此充电器永远无法结束第一阶段的充电,始终以最大电流持续对电池进行充电,直到电池爆炸起火。因此严禁高充低。
(2)低充高
例如使用48V充电器给60V电池组充电,这种情况在电池亏电严重的时候能充进一少部分电量,不过充电器很快就会结束充电。在电池电量较足时,充电器不工作。
注意:如果使用48V充电器给72V或者更高电压的电池组充电,即使没有接交流电的情况下,极有可能电池组的电压超过充电器元器件的最高耐压值,导致充电器损坏。
(3)大充小
例如使用48V20AH充电器给48V12AH电池组充电,这种情况比较有趣,普遍认为会过充,只有充分了解电池的充电原理之后,你会发现,这种情况不会过充,反而不一定有48V12AH充电器充得满。
为什么会这样呢?如果排除浮充阶段不考虑,因为48V20AH充电器的转灯电流大于48V12AH充电器的转灯电流,两者一对比,在这种情况下,相当于充电器提前结束了充电,所以大充小,理论结果不是过充,而是欠充,充不满的。当然,实际充电过程中,充不满的会在浮充段补足,所以是能充满的。只不过48V12AH电池组的最佳充电参数仍然是使用配套的48V12AH充电器。
(4)小充大
例如使用48V20AH充电器给48V45AH电池组充电,这个跟大充小一样有趣,普遍认为会充不满,这个问题要具体分析。
首先,48V20AH充电器给配套的48V20AH亏电电池组充电,全程大概需要8-10小时,如果用来给48V45AH亏电电池组充电,充电8-10小时就人为停止充电了,那么这种情况下就是充不满,大约只充了50%的电量。
其次,如果充电时间足够长(例如超过24小时),用48V20AH充电器给48V45AH电池组充电,结果不是充不满,而是过充,甚至电池会鼓包。
为什么会这样呢,因为48V20AH充电器的转灯电流小于48V45AH充电器的转灯电流,相当于48V45AH电池已经充满了,但充电器仍然持续充电,百分百过充,如果电池状况不佳,极易出现热失控鼓包的情况。
15、原车使用60V20AH电池组,更换同体积同尺寸的60V22AH黑金电池后,里程提升不明显,商家说是充电器小了导致充不满,是否需要更换充电器?
答:这种情况不需要更换充电器,只不过充电时间会长一些。电池容量才增加了一点点,从技术角度分析,不会充不满,而且会有一定程度的过充,因为电池容量大了,充电器的转灯电流没有相应提高,请参考第14个问题。至于商家宣传原来的充电器充不满或者用户反应里程提升不明显,我们猜测,可能是这种高容量版电池,初期工艺不太成熟,品质不佳,或者商家想掩饰数据被夸大宣传的说辞。
16、兼容48V12AH和48V20AH两种电池组规格的电动车,由48V12AH电池组换成48V20AH电池组后,感觉力度大了,车速也快了,是什么原因?是否会因为电池容量增大而导致电流过大烧坏电机,是否需要更换充电器或其他部件?
答:由于原车设计是兼容两种规格的电池组的,更换同电压级别更大容量的电池组,不存在超压使用的情况,因此不必担心对车辆部件有伤害。整车重量会增加,同时续航里程会有大幅提升。
输出电流的大小是由控制器决定的,控制器的最大输出功率不会随电池容量的增减而产生明显的变化。在控制器没有更换的情况下,是不会出现电流过大烧坏电机的情况的。
20AH电池组存储的电能更多,在输出同等大小电流的情况下,其电压下降幅度会比12AH电池组的下降幅度小一些,也就是说,20AH电池组的实时负载电压会略高一些,我们知道,功率=电压X电流,电压略高,电流大小一样,电机的实时功率会稍高于使用12AH电池组时的功率,因此电动车的力度和车速也会稍为提高,是正常现象。另外,同一组电池组,随着电量的下降(电压下降),动力会不断减弱,最高车速也会随之下降,就是这个道理。
更换了48V20AH电池组后,需要更换配套的48V20AH充电器,其他部件不需要更换。
17、电动三轮车使用两组电池组时,如何使用,如何充电?
答:这个分两种情况:
第一种是将两组电池合成一组电池使用,两组电池必须是同型号规格同厂家同批次,充放电都是并联状态,无法单独一组使用,配置一个充电口,一个充电器。例如将两组同厂家同批次的60V20AH电池组,并联成一组60V40AH电池组,配置一个充电口,配套使用60V40AH充电器。注意:充电器要按并联后的总容量40AH进行匹配,不能使用60V20AH充电器。
第二种是通过空气开关控制两组电池,电池只需要同电压级别即可,对厂家批次容量没有要求,配置两个充电口,使用各自配套的充电器,充电器不能混用。这种情况也分两种使用方法,一是可以并联使用,也可以单独使用,但充电时必须人工拉闸分开两组电池组,二是使用专用空气开关,同一时间只能接通其中一组电池,两组电池组无法同时并联使用,使用完一组再使用另一组,这样充电时不需要人工拉闸分开两组电池。为了避免人为忘记拉闸分开两组电池组,使用第二种方法的情况比较多,这样在实际使用当中也可以通过观察每一组电池组的续航里程来粗略判断电池的实际状况。
多于两组以上电池组的配置,使用方法一样。
18、配备两组同型号规格电池组的电动三轮车,在载重和路况相同的情况下,两组电池组并联后一起用跑得远还是一组用完再用另一组加起来跑得远?
答:从理论上看,两组并联后一起用跑得更远。根据铅酸电池的特性,放电电流越大,放电时间越短,放出电量越少,并联后,相当于放电电流只有单独使用时的一半,所以放出电量更多。这个我们实践经验不多,仅供参考。
19、电动三轮车配备两组同电压级别,不同容量规格的电池组,能否并联使用,对电池有没有伤害?
答:可以并联使用,但最好在两组电池都充满电,电压相差不大的时候合闸并联。由于并联后电压是相等的,输出电流会自动分担的,电池容量大,输出的电流也大,因此不必担心容量小的一组电池输出的电流过大,对电池没有伤害。例如,60V45AH电池组和60V20AH电池组可以并联使用,但充电时不要并联在一起,要分开单独充电,并且要使用各自配套的充电器,不能用错。
20、加装备用电池可以使电动车续航里程成倍增加,对电动车有什么影响?
答:常规电动车并没有为备用电池准备安装空间以及相应的控制电路、元器件,因此备用电池的安装使用充电都存在一定安全隐患,并且涉及到改装问题,因此不建议增加备用电池。续航里程成倍增加,必然导致电机和控制器超负荷工作,发热量大增,有烧坏的风险。
21、电动车电池和充电器是否需要定期检测保养,电池能否补充蒸馏水,失效的电池能否修复?
答:电动车电池的使用环境其实是比较恶劣的,风吹雨打、日晒雨淋,早期电动车电池仓的设计是比较高而且倾向于把电池包围起来的,这样能更好地保护电池,防止外力碰撞损坏电池,同时减少了沙尘和积水溅到电池上面。后来由于电池鼓包的频率很高,并且鼓包后电池体积膨胀粘连在一起,很难从电池仓上面拆下来,电池仓也没有多余的空间给电池膨胀变形,在电池热失控的情况下,不利于电池散热。因此后来电池仓就做得很矮了,在外面就能看到电池,这样下雨天的沙土、污水等就布满电池周围,甚至腐蚀电池线的铜鼻子。
因此,定期对电池和充电器进行检测和保养是有必要的,特别要注意电池的外观以及电池线、大主线等。对于使用超过一年的电池,可以对电池进行充放电检测,以了解电池的真实状况,不过一般的修理店和售后部可能没有电池充放电检测设备,充电器检测仪更加少见,用户也不想额外花钱,电池和充电器的定期检测保养就相当于没有了。
另外,我们建议专业技术师傅,最好配备充电器检测仪,在销售修理环节进一步把关,以百分百保证电池和充电器配套。
至于电池能否补充蒸馏水,这个需要专业知识和一定经验才能操作,一般用户不宜实施,操作不当反而会导致电池报废。至于电池的修复,那是工厂才能做的事情,个人不建议参与,我们后续会有专门文章介绍。
22、电池使用已经有两年了,但充电很快就显示充满了,骑行时很快就没电了,是不是充电器坏了充不进电?
答:这种情况最好找专业的修理店对充电器和电池进行检测。根据我们的实践经验,在排除充电器问题的情况下,一般是某一只电池失效导致的,如果单纯测量每只电池的电压,会发现这种电池电压偏低,比其他电池要低好几伏,在充电时它的电压上升很快,并且有可能短时间内超过16V以上,拉高了电池组的电压,导致充电器很快就误认为电池充满了。对其进行充放电容量检测时,通常放电时间只有几分钟,在车辆行驶时会大幅拉低电池组的电压,因此续航里程大为缩短。此时就需要更换一组新的电池了。这种情况称为电池单只落后且失效,详细情况请参考我们的第一篇文章。
23、60V电池组经检测,确定其中一只电池失效了,是否可以只更换失效的电池?
答:在日常修理当中,这种情况很常见,出于安全考虑,必须整组更换全新的电池。不同厂家不同批次非原装原组的电池不能混用,否则出了事故没有人承担得起责任。无论设备有多先进,技术有多好,能找到另一只很匹配的旧电池,或者全新的电池,都不要只更换失效的电池。像这种情况,如果要作科学研究实验,可以将60V电池组去掉失效的一只电池,其他四只电池经检测一致性较好,且能正常充放电后,降级为48V电池组使用,但也仅限于专业人士科学研究实验,普通用户勿试。
千里之行,始于足下,我们希望有更多的科研工作者关注和投入电动车行业,共同为推动电动车产业的健康发展添砖加瓦。
(限于篇幅及作者水平有限,文中错误在所难免,恳请各位前辈老师、读者们批评指正。)
广州 钟伟初
全文约一万四千余字,首次发表于《电子报》2021年第46、47、48、49期
作者单位:广东初哥大老世科技有限公司