新舊電池不能并聯(lián)充放電嗎？

1、破除迷思之- 新舊電池不能并聯(lián)充放電嗎？Think Different蘋果公司在八十年代的時(shí)候推出了一只膾炙人口的廣告片，在那個(gè)廣告片上出現(xiàn)了比方愛因斯塔、馬丁路德金、披頭士以及圣雄甘地等人，這些人不同的想法為我們這個(gè)世界帶來的新的生機(jī)。鉛酸蓄電池自誕生以來歷經(jīng)了150年的開展，并經(jīng)歷了形成式極板、涂膏極板、閥控式電池等幾個(gè)重要的革命。但是在電池的使用中，還是存在很多的迷思，在行業(yè)里面大家?guī)缀醵际遣患偎妓鞯难赜玫囊恍﹤鹘y(tǒng)的結(jié)論，深究下來其實(shí)已經(jīng)不在適用于現(xiàn)在的技術(shù)現(xiàn)狀了。我想從今天開始就這幾個(gè)問題和行業(yè)內(nèi)的專家們一起來探討一下。今天是第一個(gè)迷思：新舊電池是否不能并聯(lián)混用？問題的提出新舊電池以及

2、不同種類甚至不同品牌的電池是否可以并聯(lián)適用，這個(gè)問題在近期一直困擾著中國鐵塔。中國鐵塔從移動、聯(lián)通、電信接收了180萬座鐵塔，幾乎在一夜之間就成為世界上最大的鐵塔公司。這些鐵塔中都配置著一組到2組的48V鉛酸蓄電池。這些電池中有些電池已經(jīng)使用了三四年，電池的剩余容量都出現(xiàn)不同程度的衰減。為了降低當(dāng)期的財(cái)務(wù)支出，擠出更多的資金建設(shè)新的基站鐵塔，租給三大運(yùn)營商使用，中國鐵塔希望能夠繼續(xù)使用這些舊電池。只在電池備電時(shí)間確實(shí)缺乏的站點(diǎn)中，購置新的電池組，將新舊電池并聯(lián)使用。這個(gè)想法幾乎被所有的蓄電池廠家拒絕，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的觀念上，新舊電池、不同種類的電池比方AGM電池和膠體電池以及不同廠家的電池比方將南都

3、的2V300Ah電池和雙登的300Ah電池是不能并聯(lián)在一起使用的！為什么呢？因?yàn)檫@些電池的內(nèi)阻是不一樣的，這樣在電池充放電的時(shí)候，是一定會帶來偏流的！而偏流會損害電池使用壽命。所以電池廠家是不會冒這個(gè)險(xiǎn)的?！綛oowen說】一切似乎都很有道理！由于電池并聯(lián)使用，內(nèi)阻不同的電池組掛接在同一個(gè)直流母排上面，兩組電池在充放電的過程中確實(shí)會出現(xiàn)分流不均的情況。可是在中國的市電環(huán)境下，很少有市電中斷的情況，所以電池絕大多數(shù)情況下是處于浮充充電條件下。很可能一年365天中有360天以上都工作在浮充的狀態(tài)。在這樣的情況下就真的不能并聯(lián)使用了嗎？此外，新舊電池并聯(lián)使用對壽命的影響究竟有多大？如果新電池壽命要縮

4、短50，只有傻瓜才會堅(jiān)持要利舊了吧？還是先檢索一下文獻(xiàn)吧，是不是有人傻傻的做過一些實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了呢？檢索前人的研究成果翻開百度用這個(gè)就夠了，當(dāng)然Google的學(xué)術(shù)搜索能力更強(qiáng)大。首先得先看看國內(nèi)和國外的蓄電池廠家的Maintenance Guide。果不其然，大家首先不建議超過4組以上電池并聯(lián)使用老實(shí)說這個(gè)很過分，我的客戶小白經(jīng)常要?dú)獾姆籽鄣模海缓缶褪潜娍谝辉~，堅(jiān)決不接受新舊電池以及不同品牌電池的并聯(lián)在一起使用。有些特別實(shí)在的廠家更是直接以不質(zhì)保相威脅了。那么有沒有一些嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募夹g(shù)人對此做過一些驗(yàn)證呢？使用英文關(guān)鍵詞 Parallel VRLA得到的結(jié)果中，出現(xiàn)了Herbert Giess這個(gè)

5、犟老頭的名字。Giess曾經(jīng)是瑞士Oerlikon電池的技術(shù)副總裁，也是IEC60896-2這個(gè)我深惡痛絕的國際標(biāo)準(zhǔn)起草小組的組長這標(biāo)準(zhǔn)的測試方法太奇葩，沒有18個(gè)月的時(shí)間，根本就別想把電池的壽命數(shù)據(jù)測出來，當(dāng)年在艾默生，我們的新產(chǎn)品推出速度那可是全公司第一，倒數(shù)的第一，還是蟬聯(lián)*，現(xiàn)在是南都電源的首席科學(xué)家！真正的大牛，在我們這個(gè)行業(yè)的地位相當(dāng)于張小龍！其次就是GNB原市場總監(jiān)Bruce Cole的一篇會議錄也被找了出來。國內(nèi)的桂長清也曾經(jīng)發(fā)表過兩篇論文，分別針對電動自行車電池和固定型電池進(jìn)行了并聯(lián)的研究。我會主要用Giess和Cole的論文數(shù)據(jù)作為依據(jù)做推理。【文獻(xiàn)1】Giess發(fā)表于In

6、telec1999年的研究成果Abstract一The operation of a 24V VRLA battery formed by two strings of dissimilar cells and monoblocs in a 100% d.o.d C3 dischargelcharge cycle service has revealed not unexpectedly that an asymmetric current flow from the strings occurs but that its implication on ultimate cycle servi

7、ce life is less significant than the strict rule of "do-not parallel dissimilar strings" would indicate.【Boowen譯】對兩組不同容量電池并聯(lián)組成24V電池組的100%DODC3循環(huán)說明，電池組間電流出現(xiàn)了預(yù)料中的偏流，但是沒有任何證據(jù)證明這樣的并聯(lián)帶來了顯著壽命降低，這與不同的電池不能并聯(lián)“這樣的嚴(yán)格規(guī)那么描述不相符合。點(diǎn)評： Giess的摘要文字有點(diǎn)老夫子的味道，用了春秋筆法！這是想兩邊不得罪，但是內(nèi)里是特別討好顧客的。研究對象：2組電池容量和形狀完全不同的電池并聯(lián)

8、在一起，其中一組電池由4只6V100Ah 6CP100電池組成，另一組電池由12只2V55Ah2CP550組成。測試電池的根本參數(shù)比較工程6CP1002CP550尺寸L177 W 205 H263L145 W206 H466重量27.5Kg42.4KgC10容量100Ah552AhC3容量83.4Ah456Ah內(nèi)阻2.3mOhm0.22mOhm研究方法: 并聯(lián)的兩組電池以180A6CP100的I3=27.8A， 2CP550的I3=152A，加在一起就是180A放電到截止電壓1.80Vpc也就是21.6V。然后以100A限流 2.25Vpc充電電壓充電21個(gè)小時(shí)組成一個(gè)C3 100%充放電循環(huán)

9、。如此不間斷的進(jìn)行循環(huán)測試。在測試的過程中不間斷的檢測每組電池的電流、每只電池的電壓和內(nèi)阻HIOKI 3550內(nèi)阻儀測試和每組電池的充放電的庫倫量Ah計(jì)。測試結(jié)果放電的過程中，與預(yù)料的相同，出現(xiàn)了明顯的偏流的現(xiàn)象。· 6V100Ah電池串開始放電的起始電流為44A，其后的2分鐘后到達(dá)其頂點(diǎn)-53.2A-也就是1.91倍I327.8A，其后該串電池放電電流逐漸減小，放電末期電流僅為0.77I3.6CP100電池在整個(gè)放電過程中累計(jì)放電94.5Ah，為其C3額定容量83.4Ah的113%。· 2CP550電池串起始放電電流為136A，約0.89I3，其后這一組電池放電電流逐漸上

10、升，在放電100分鐘時(shí)，放電電流到達(dá)I3.放電終止時(shí)放電電流為1.03I3.2CP550電池串累計(jì)放出445Ah電量，約為其C3額定容量的97.5%。#28次循環(huán)時(shí)兩串電池的電流分配情況電池組出現(xiàn)偏流的情況是意料之中的事情。意外的事情是居然是通過IEC內(nèi)阻計(jì)算得來內(nèi)阻更大的6CP100電池串的累計(jì)放電深度更大！這需要有一個(gè)合理的解釋。Giess先生在論文中給出了用HIOKI測試的電池內(nèi)阻隨放電進(jìn)行的變化。這可以解釋上面的問題。#28次循環(huán)時(shí)電池的交流內(nèi)阻Impedance隨放電時(shí)間的變化6CP100回路居然有更低的內(nèi)阻。這是導(dǎo)致其放電分配電流更多的原因！這可能與2CP550電池回路中電纜、接頭

11、等接觸內(nèi)阻高有關(guān)系。充電過程能充滿嗎？偏流會造成電池充電缺乏嗎？2.25Vpc浮充 限流100A兩組電池并聯(lián)充電的電流變化偏流再次出現(xiàn)！我用下表來比照一下兩串電池在充電過程中的表現(xiàn)。時(shí)間6CP100電池串2CP550電池串充電開始電流0.3C0.13C充電235分鐘充電系數(shù)76%71%浮充21h后充電系數(shù)102%101%所以只要充電的時(shí)間足夠長，電池都可以被充滿。21h的間隔充電時(shí)間，在我國鐵塔的實(shí)際應(yīng)用上是足夠的！通過對上述測試數(shù)據(jù)的解讀，好似證明了，不同容量的電池不能并聯(lián)這個(gè)判斷?？們?nèi)阻小的電池串出力會更多，可能會加速其壽命終結(jié)。相信Giess他們也是這么想得，所以他們堅(jiān)持的將實(shí)驗(yàn)繼續(xù)做了

12、下去，希望最終的數(shù)據(jù)可以證明或者證否這一猜測。每經(jīng)歷50次循環(huán)之后，每個(gè)電池串都會在不均充的情況下，單獨(dú)做一次C3的容量校核，直至電池剩余C3容量只有60%左右才終止上述的循環(huán)測試，測試結(jié)果見以下圖。兩組電池剩余容量循環(huán)壽命曲線看到了嗎？經(jīng)歷了幾乎350個(gè)循環(huán)以后，兩組電池幾乎是以相同的速度走向死亡的。兩組容量相差如此懸殊的電池并聯(lián)在一起，在充電和放電的過程中都出現(xiàn)了顯著的偏流的電池，居然沒有任何跡象說明，有電池組的壽命出現(xiàn)了早衰！所以通過Giess的研究看，不同容量的電池是可以并聯(lián)的。【文獻(xiàn)2】GNB的Bruce Cole，Marketing Director發(fā)表于1998年Intelec會

13、議上的論文Bruce Cole的文章中將新舊電池混用的問題，進(jìn)一步的分解為四個(gè)小的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，分別是：· 相同容量，相同老化程度的電池，在并聯(lián)充放電期間電流的分配和累計(jì)電量的實(shí)驗(yàn)。· 不同容量，相同老化程度電池在并聯(lián)充放電過程中的電流分配和累計(jì)電量的實(shí)驗(yàn)。這里測試的48V265Ah+48V1000AH電池。· 將上一條中1000Ah電池預(yù)先放掉10%的容量，然后再并聯(lián)在一起進(jìn)行充放電。觀察SOC不同的電池組并聯(lián)使用的表現(xiàn)。· 進(jìn)一步使用更高的電流重復(fù)上述的測試。經(jīng)過對上面的四種情境的電池充放電測試，最終Bruce Cole的結(jié)論如下：The practice of operating battery strings in parallel can be an effective way to increase battery capacity in response to energy delivered on recharge in proportion to the nominal capacity available in ea