市面上各品牌電動車從2010年開始進入每個家庭,但那時絕大多數電動車用的都是鉛酸電池。從2012年后開始出現了采用鋰電池的電動自行車,常見的規格是電壓36V/48V,容量8Ah-12Ah。帶腳蹬子的那種電動自行車如果使用48V12Ah的鋰電池,純電續航達50公里。
一、充放電倍率
驅動自行車對充電方面沒有特別要求,常見的充電倍率是0.1C-0.3C之間,電池廠輕松達標,但放電倍率上稍高,至少要滿足1C,這對電池廠來說壓力也不大。但是目前還有一種電動摩托車,采用踏板摩托車外形,時速甚至可以超過100km/h,這種車對電池的要求一下提高到2C-3C,所以如果你是自己組裝這種高性能電動車,選購電池時要計算好。
廠商配的電池往往不用操心,自己配的電池一般有3種類型:磷酸鐵鋰電池,三元鋰電池,動力三元電池。他們高的放電倍率分別是:2C,1.5C,10C。你也可以通過增大電池組的容量來提升1C放電對應的電流。
二、充放電循環次數
磷酸鐵鋰電池壽命約2000次,三元鋰電池約800次,動力三元鋰電約800次。但是由于電動自行車中往往不是單體電池,木桶效應導致成組后出現容量上的故障,時間上會提前,大約是單體壽命周期的1/4到1/2。當然,這也和使用習慣相關。剛剛說過的一切規律在這里都適用,因為我們這里涉及到另一種正極材料:磷酸鐵鋰了,所以要單說一下。
鋰電池批發廠家認為磷酸鐵鋰的能量密度比三元鋰電低40%,同樣能量的電池磷酸鐵鋰體積大,分量沉,較優處在于循環次數多,好保養。比如還是剛剛所說的條件,三元鋰電滿電存放3個月,電池容量衰減到初始的60%,但磷酸鐵鋰面對這樣嚴酷的存放條件還可以保持90%,雖然也損失了,但遠沒有三元鋰電那么嚴重。
這個原因和磷酸鐵鋰絕大部分能量(85%往上)都集中在3.2V電壓上有關,雖然這種電池充電的截止電壓有3.6V,但從3.6V到3.2V的區間內存儲能量還不到總能量的1%,即便充滿后,放置幾分鐘電壓也會回落到3.2V。所以磷酸鐵鋰自動維持低的電壓應力。不容易形成鈍化膜。
三、電池一致性
一致性問題更加重要,目前電動自行車采用的單體電池大致有2類:1、小單體電池,也就是18650電池,容量2.2Ah-2.6Ah,每組電池單體數量200個-500個。2、大單體電池,容量一般為20Ah-40Ah之間,每組電池單體數量15個-30個。我們以72V40Ah的電池組為例,如果采用小單體電池,就需要20串19并的方式,共380顆18650電池。每20顆首尾相接為一條,19條電池組在任何時候充放電都要求電壓差在0.02V以內,聽上去要求很高,但實際上卻不像想象中的難,因為18650電池的工藝已經非常成熟,同批次電池的一致性相當的好。如果采用20Ah大單體電池,就需要20串2并的方式,共40顆大單體電池,只要這40顆工作起來同步就沒問題了,總得來說大單體電池成組后在一致性上出現問題的幾率更小。不利因素也有,如果是磷酸鐵鋰的大單體電池,一致性會比三元鋰電差很多,所以電池組都需要再添加一個自動均衡的電路,在每次充電的末尾判斷哪一顆電池需要單獨多充一會兒電,來解決磷酸鐵鋰一致性不佳的弱點。