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深夜发帖,关于纠正部分朋友妄称同规格锂电续航不如铅酸的论点。

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发表于 2017-7-26 01:30:06 | 显示全部楼层 |阅读模式
之前看了几个朋友的帖子,其实是会一些电池知识但没有学到家,看似有一些道理但禁不起推敲。关于铅酸和锂电的问题我来详细说一下!
以最常见的60V 20AH规格的电池为例~
铅酸电池的一个重要特性是放出的电量与放电倍率和温度有很大关系,在低放电倍率如0.125C和高温如35度下,确实放出的电量要比额定容量高一些(见天能官网图表),在实际体现是夏天小功率电自如500W,感觉续航要比平时强不少,从充入电量上也能看出一些端倪。
但是这个特性并不是铅酸电池能称为优点的地方,相反,事情是双刃剑,首先是铅酸电池在稍大倍率的放电上(对于铅酸这个标准是大于0.5C),会随着放电倍率增大,实际放出电量急剧下降,1C以上更为严重并显著影响寿命。从这个角度上说,铅酸并不适合作为动力电池使用,尤其是大功率。以常用的60V 20AH为例,搭配1000W电机和50A限流的控,满把和加速时接近50A,为2.5C放电,铅酸的放出电量和寿命可想而知。故这个规格的铅酸,厂家推荐500W以下的电机使用,是有道理的。
再说温度,无论铅酸还是锂电,标称容量都是标定在25度下,铅酸电池的容量与温度有很好的线性关系,在高于25度时,每增加1度,容量会提高百分之几,相反低于25度,也会按相同比例线性降低,低于0度时,降低总数已经积累较多,所以铅酸电池容量在冬季会锐减。但锂电池特性与之不同,待会儿会说。
铅酸电池还有一个特性经常被很多人利用,就是在骑到快欠压时,降低速度或者停一会儿,电压还能回升继续骑,这其实是利用了小电流下铅酸容量变化明显的特性,但是这种做法并不值得提倡,也是很愚蠢的,很多人也知道很伤电池。铅酸电池在小电流下容量会上升,那么为什么不能小电流用呢?举一个例子,很多重要企业或者通讯机房都有以2V大单体铅酸串联组成的后备电源,平常工作在浮充状态下,也会定期核对性充放电,但都规定了核对性放电时不允许小电流放电,比如0.125C,因为小电流放电反应非常充分,平时不反应的树干部分也会反应掉变成铅酸铅,充电时很难还原,反而加剧电池硫化,缩减寿命。由此可见,铅酸电池长寿命下的工作电流区间非常窄,大了不好,小了也不可取。注定只适用于小功率车。
锂电方面,抛开进口货,以国产长江2400EB三元为例,动力型标称3C放电,最大允许5C,实事求是的说,要想长寿命只能1C。但不容忽视的是,动力型的2400EB在高放电倍率下的性能要显著强于铅酸,比如2C或者3C放电下,铅酸压降很大,实际放出电量明显减少,而动力锂电压降小,实际放出电量也会减少但减少量明显小于铅酸。
动力型锂电1C可以确保长寿命,3C能保证较长寿命。据某位朋友实测,长江2400EB 3C放1C充,600循环剩余83% 已经很不错。
铅酸电池最佳放电0.5C,过大过小都会明显缩短寿命,1C是红线。2C 3C迅速玩完!充电超过0.2C迅速玩完!
客观的讲,动力锂电池使大功率电摩的长期使用有了一个可靠的储能装置,虽然还有不足。
也就是说放电倍率也会影响动力锂电的放出容量,但较铅酸的大幅度降低不明显,这方面显著比铅酸具有先进性。另外锂电在小倍率放电下,容量基本不增加但放电平台变高。以上两点解释了锂电欠压后基本很难采用龟速前进的原因。铅酸这方面并不是优点,以牺牲寿命和急剧加快硫化为代价。
温度,锂电容量也具有像铅酸一样的温度变化特性,但是变化却不是线性的,温度高于25度时,小幅度增加,不明显,25度到0度,缓慢降低,不明显。低于0度,容量大幅度降低,尤其是磷酸铁锂电池,三元小一些,零度以下铅酸有微弱优势。但以北方全年的温度来累计,锂电平均放出容量要高于同规格的铅酸。
另外对比工作电压区间,60V三元锂电通常是17串,满电71V,欠压比较准确数值应在50V,一致性好的话甚至还可以更低,可以看到锂电的工作电压变化很大。铅酸电池5组12V串,满电65V左右,欠压10.5*5为52.5。有人说锂电欠压50V是不是太低了,对电池不好,其实50V时单体电芯刚稍低于3V,锂电还有能量可放,是出于一致性考虑定为50V。铅酸10.5V时已经不能继续再放,相当于锂电的2.75V了,由此可见最初沿用到今天的铅酸的欠压标准定的很低,很不利于电池寿命。
这也间接回答了为什么很多人说夏季同规格锂电没有铅酸续航长,刨除温度原因(其实不大),那是因为他们的车的控制器的欠压保护是固定的一个数值,52.5的欠压是铅酸设计的,总在锂电上就不合适,还有电量没放出来,况且铅酸的欠压标准很低,如果按照完全跑空标准,我锂电欠压是不是应该更低一些,比如2.8*17为47.6呢?
48V下的差距更大,13串锂电欠压数值按3V标准为39V,而4串铅酸为42V,不更改控制器欠压,就说同规格锂电续航没有铅酸好?
再说充入电量问题,其实铅酸这方面也是作弊不准确,大家知道铅酸通常是三段式充电,恒流~恒压~浮充两小时,而锂电简单得多,全程恒流~锂电计算充入电量很方便也很准确,刨除均衡电量(被动均衡一般不大),而铅酸的充入电量数值就有很大欺骗性,因为没有保护板,第二阶段的高恒压意图在于均衡单格,领先的单格会以大量发热析气失水的方式抛弃能量(可以理解为烧开水),效率很低,浮充阶段的效率也很低。从这个角度看,铅酸的充电电能利用率低,效率不高,所以测量的充入电量比锂电高也就不足为奇了。测量的充入数据什么也说明不了。
综上所述,锂电作为动力电池时,从各个方面都是比铅酸具有先进性,是不容置疑的。尤其是大功率要长寿命和续航的场合。同规格的锂电铅酸,锂电车整备质量更小,大倍率下实际放电更多,只要设定好合适欠压值,那续航必定高于铅酸的!全文完

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发表于 2017-7-26 05:30:34 | 显示全部楼层
辛苦了。我居然看完了

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发表于 2017-7-26 05:52:27 | 显示全部楼层
技术贴要支持

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发表于 2017-7-26 05:56:45 | 显示全部楼层
新铅酸正常都是超标容量,锂电大多缩水,加上保护板都有能量损耗,再说大电流放电,铅酸对比动力电芯那结果就很难看了,高倍率放电动力电池受影响小,铅酸压降大能放出来的电就少了
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发表于 2017-7-26 05:57:12 | 显示全部楼层
好文,正需要学习!

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发表于 2017-7-26 06:05:08 | 显示全部楼层
同容量的电池放出的电量差不多
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发表于 2017-7-26 06:36:30 | 显示全部楼层
嗯,有道理,赞一个
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发表于 2017-7-26 06:38:22 | 显示全部楼层
辛苦了,技术进步总是向更好的方向努力,不可能倒退!

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发表于 2017-7-26 06:42:21 | 显示全部楼层
有人认为16串60V、20串72V才是合适的咧……
三元锂单体以3.0V为限还是有好处的,可以确保不会过放嘛,一般三元锂电池从4.2V到3.0V的放电量不到标称容量的90%,有利于延长寿命。可如果采用13串、16串、20串这样的……是不是对电芯的寿命太没自信了?

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发表于 2017-7-26 06:59:14 | 显示全部楼层
楼主说得非常好,内容通俗易懂

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