鉅大LARGE | 點擊量：1036次 | 2021年05月20日
磷酸鐵鋰離子電池壽命的多長時間？
48V/20AH磷酸鐵鋰離子電池組因嚴重衰減，導致騎行距離由原來的45km，在一個月內快速下降到不足10km，決定親自動手檢查維修。為查找故障，騎行至電池自動保護斷電后拆出電池，拆開不銹鋼殼。
該電池組是先將2個10A的單體電池并聯，再組成16串，構成48V/20A的電池組。察看后，確認電池組外觀正常，并且連接片、保護板及接線正常。該電池組總電壓為54.7V，但輸出電壓僅為36V。用萬用表逐一檢查電池組電壓，發現有一組電池電壓為2.55V（圖4內紅框為電壓低的電池組），其余的電池組電壓都在3.5V左右。由于沒有鐵鋰離子電池的維修相關經驗，也沒有電路圖和相關參數，只好將電池再次充電至自動停止。此時，測其他各組電壓都在3.65V左右，電壓低的那組只有2.75V，并且均衡保護板上對應的指示燈不亮，如圖5所示。散熱片已發熱，表明保護板已經開始均衡各電池組電壓，此時再測總輸出端電壓為57.41V，懷疑電壓低的電池組或均衡保護板異常。
查閱資料得知，該磷酸鐵鋰離子電池均衡保護板的重要特性：充電時，當電池組中任何一組電池的電壓達到3.7V，保護板就切斷充電電路以防止電池過充；放電時，當電池中任意一組電池的電壓低于2.5V時，保護板切斷對外供電，以防止電池過放（筆者曾因此推過幾次車回家）。當對應組電池電壓高于3.5V，保護板才開始均衡。看來，故障是因那組電壓低的電池所致。這重要是因鐵鋰離子電池的不一致性較嚴重，在長期的使用中，那組電池電壓逐漸低于其他電池，加之平時充電沒有很好地讓電池均衡（筆者原裝鉛酸電池曾因過充而報廢，后來每次充電都設定了充電時間），造成那組電池電壓越來越低于其他組電池（容量就遠低于其他組）。這樣，在使用中，因該組電池率先到達2.5V的欠壓保護閾值，保護板就會切斷整個電池組的供電以保護電池。根據木桶原理，整個電池組的容量就取決于最低的這組電池了。而在充電時，由于其他組電池容量和電壓遠高于低電壓組電池，在低電壓組電池容量遠沒充滿的情況下，其他組電池的電壓已達到保護板關斷電壓，于是切斷了整個電池組的充電。如此惡性循環，造成低電壓組充不滿電，導致整個電池組的容量越來越低，表現在使用上就是騎行距離越來越短。雖然電池有均衡保護板，但這種均衡效果十分有限。它的原理是：對高過設定電壓的電池組進行放電，達到設定電壓后，再開啟充電電路對整個電池組進行充電，讓后進電池組有機會達到與其他組相同的電壓。但這種放電電流不可能做得特別大，否則發熱量和器件壽命又成了問題。筆者曾插上充電器讓電池組自動均衡充了一整天，電壓低的電池組電壓僅上升至3.33V，效率實在太低了，只好手動均衡了。筆者用一鐵鋰單組電池專用充電器，單獨對低電壓電池組進行充電，并適時監測該電池組電壓。充電的時間取決于該電池組的剩余容量和充電電流。充到額定電壓后，靜置1～2h，再將電池充滿。無明顯的電壓下降后，用原裝充電器給整個電池組充一次電，就可以正常使用了。
【提示】鐵鋰單組電池專用的充電器的輸出電壓為3.65V。若手頭沒有專用充電器，也可以找一塊輸出電壓可調的DCDC功率模塊，將輸出電壓設定為3.65V后代替。
筆者的鐵鋰離子電池經維護后，又恢復了活力，還能騎行近40km，算是基本恢復了容量。經過這么一折騰，總結出以下幾條使用鐵鋰離子電池的相關經驗和建議，供讀者參考。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
1）磷酸鐵鋰離子電池充電滿時，不要急于拔掉充電器插頭，一定要留有充足的時間讓電池組自動均衡，讓各組都充滿。否則，就有可能造成個別電池組電壓逐漸低于其他組而影響整個電池組的正常使用。
2）若電池組容量短時間出現斷崖式下降，在排除物理外力因素外（如摔車導致部份電池脫落等），一定要考慮到電池組的均衡問題。對此比較懂且有一定動手能力的讀者，最好拆開電池進行手動均衡。
3）電池外殼最好不要用不銹鋼外殼，不僅會新增成本，而且維護時比較難拆。
4）如發現電池組使用異常，一定要及時維護，以免長時間后導致電池組不可逆損壞。
5）建議最好有一定電子基礎的人使用磷酸鐵鋰離子電池，因為此種電池的最大毛病在于電池組之間的性能不一致。在有均衡保護板的情況下，整組電池都壞掉的可能性不大。維修時，若因某組電池性能衰減而報廢整組電池（或報修被宰價），就太不劃算了。
6）不建議網購磷酸鐵鋰離子電池組。因網購的此類電池組多是電動汽車淘汰的二手電池組，性能參差不齊，若不懂得維護方法，將很快報廢。關于有動手能力的讀者，可購全新的電池自己組裝。
7）不要在沒有均衡保護板的情況下使用電池組，容易造成部分電池組的過充、過放或個別電池組性能越來越差，縮短電池組的使用壽命。
8）維護時必須嚴格按操作規則進行，不能短路。由于電池內阻小，短路會瞬間導致它冒煙損壞，甚至會引發火災、爆炸等危險事故。
9）因為拆卸、安裝均衡保護板的順序不正確極易導致其損壞，所以維護時輕易不要拆卸均衡保護板。
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