锂电池用于改装电动车须谨慎

　　电动车对其电池的性能要求非常高，电动车工作时处于长时间大电流放电状态，用锂电池改装电动车，应特别小心。一般应掌握以下原则：

　　1、锂电池种类的选择

　　最好选用聚合物锂电池，不轻易选择锂粒子电池。因为锂粒子电池一旦过充、过放或超温限使用时，容易发生爆炸、燃烧、碎片飞溅伤人，且三者在瞬间同时发生，使人难以防范。而聚合物锂电池发生过充、过放或超温限使用时，-般呈外壳铝塑膜鼓起：电池内极板与塑膜隔板分离，由于电池内无电解液，电池内阻迅速增大，容量丧失，电池自动失效，事故自行终止，因而不易发生爆炸。

　　2、容量

　　尽量选择大容量锂电池。例如原采用电池容量10Ah，选择锂电池时，最好选用5Ah/块的锂电池两块并联使用。组装后的锂电池容量不得小于原车电池容量。

　　3、新旧

　　尽量选择全新的、同一个一个厂生产的同型号、同批次的锂电池，这些新电池一致性好，使用安全、寿命长。

　　4、保护电路

　　用锂电池改装电动车，应采用单体电池保护与电池组总体保护相结合的多重保护电路。

　　（1）单体电池保护

　　每个单体电池都应装有各自的保护板，然后再并、串联成适合于电动车电压、容量的电池组。每块保护板应至少有下述功能：

　　1）过电流保护：当电流达1.5C时自动断电。其中C为电池容量。

　　2）过充保护：当充电电压达4.2V时，自动断电。

　　3）过放保护：当放电电压达3.0V时，自动停止放电。

　　（2）总体保护

　　用单体锂电池组装好的锂电池组，还需加装总体保护电路，包括过流、过充、过放、超温等多重保护。以一组36V/10A的锂电池组加装总体保护电路的方法为例加以说明。

　　1）电流保护

　　图1为笔者制作的过流保护装置。E为36V/10Ah锂电池组；BX为10A保险；J为继电器（用型号：YE－KDC－A04－8型彩电开关代替）；G为干簧管，在干簧管外绕有4匝线圈L；R为限流电阻；C为贮能电容；D为二极管；TK为一温度开关，动作温度45℃；M为电动车马达。

图1

　　当合上JK时，M正常运转，E通过D向C充电，电动车正常行驶。当某种原使I≥14A时，L发出的强磁场使G内触点闭合，C内贮存的电能通过J绕组的内阻r、电阻R放电，J吸合，使JK释放，切断电路，E停止向M供电。从而保证E不被大电流烧毁。其中，保护器动作电流I与取样线圈L匝数N之间的关系如附表所示。

　　该保护装置有以下优点：1，取样电路线圈L为一段长11cm的Φ1.2mm漆包线，耗能趋近于0；2，保护动作灵敏、干脆利落。

　　2）过电压保护

　　36V锂电池组充电时，当电压充达42V时，必须有自动切断充电电源功能。图2所示电路能满足此要求。在随车（二阶段）充电器SP－70A的正极输出端串接三只二极管Dl、D2、D3（lN5408×3），对36V锂电池组E充电，刚开始（第一阶段）充电时，A点电压为44.4V，Dl～D3上压降为2.6V，并以1.5A恒定电流对E充电。随着时间推移，E的电压不断升高（如图2a所示），当电压升高达41.8V时，SP－70A转人第二阶段充电，A点输出电压突变为＋41.7V，比B点低0.1V，Dl～D3均处于反向偏置，充电电流自动被阻断，充电结束（如图2b所示）。这样，即能保证在任何情况下锂电池都不会过充。

图2

　　3）过放保护

　　单体锂电池的额定放电终止电压为3.0V，用于电动车，应将放电终止电压提高到3.15V。36V的锂电池组，放电终止电压设定为31.5V有如下好处：1.和原车用铅电池放电终止电压31.5v兼容，使原车控制器同时适用于铅锂两种电池，降低了成本，提高了可靠性；2锂电放电深度变浅，对其寿命有利。

　　因此，决定用原控制器内的31.5V过放保护器作为锂电池组的过放保护器。当锂电池组放电至31.5V时，保护器动作（绿色欠压灯亮），自动切断对电动车马达M供电。从而保护锂电池组不会因过放而损坏。

　　笔者有一组36V／10Ah的锂电池组，用随车控制器的过放保护电路对锂电池组进行过放保护：当电压放电至31.5V时，自动断电，停止工作。使用一年半无任何问题。

　　最近做了一个全放电实验，将已经骑行多时，放电至31.5V的锂电池组从车上拆下，继续放电至30.0V再充电，结果，充电终止电压仅能达到37.6V，而不是原来的41.8V。

　　将锂电池组拆开检查，10个小锂电池组中有9个小锂电池组电压为41.8V；而另1个小锂电池为－0.5V，铝塑膜鼓起，已严重损坏，损失80元。损坏原因：当锂电池组放电至31.5V时，该小组锂电池电压已达放电终止电压，再继续放电时，电压放至0V，仍再继续放电后，出现电流倒灌、极性反转而彻底损坏。实践证明：将放电终止电压提高到31.5V是保护锂电池组不致因过放而损坏的行之有效方法。

　　4）超温保护

　　锂电池使用不当时，内部温度升高、内部压强增大，当压强增大到外壳无法承受时，则发生爆炸。因而在锂电池组内部设置温度保护电路，可使锂电池发生爆炸的几率大大降低。

　　方法：在锂电池组中央位置埋设一枚45℃（10A）的温度开关，并将TK串联接于锂电池电路中，如图1所示。TK为常闭触头式，在使用过程中，当锂电池内部TK所处的位置处的温度低于45℃时，TK内常闭触点闭合，但电池组对电动车马达从供电电动车正常行驶；当环境温度高，或大电流长时间（充）放电等原因，使锂电池组内部温升高达45℃时，TK内常闭触头分离、导致断电，锂电池组E停止（充）放电工作。从而避免了高温可能导致的锂电池爆炸事故。

　　当冷却一段时间后，温度降至45℃以下时，TK常闭触头闭合，锂电池组又重新恢复工作。