原创《锂电自行车：破除技术瓶颈延长寿命》
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锂电自行车是以锂电池作为辅助能源,安装了电机、控制器、转把、闸把等部件和显示仪表系统的机电—体化的个人交通工具,以小巧轻便见长,优势凸显,因此,深受广大消费者的欢迎.
相较于传统的铅酸电池电动自行车,锂电自行车具有轻巧、携带方便和电池使用寿命长等诸多优势,已成为越来越多的人出行的选择,也吸引了大批企业进入到制造锂电车的行业.有数据显示：2015年我国新能源汽车产销量出现爆发式增长,同比增速均超过300%,由此带动了锂电池产业的快速发展.201 5年我国锂电池电芯产量为46 399 MWh,同比增长55.3%.其中动力电池f含新能源汽车、锂电自行车、低速车等）产量19.9 GWh,同比增长220%.电动汽车行业产销虽有饱和的趋势,然而锂电自行车却迸发出超强的活力,实现了逆势增长.据电动自行车权威部门预测：2016年我国锂电自行车产销量将达到350万—400万辆,预计同比增长17%～33%；未来5年,我国锂电自行车年产销量将保持在20%左右的增速,成为整个电动自行车行业发展的新亮点.随着人们环保意识的增强、锂电技术的日趋成熟,以及互联网+的介入,锂电自行车即将迎来一场新的革命.
然而,当前不得不面临这样的现实：我国电动自行车发展已经进入到与宏观经济“接轨”的状态：国内消费市场下行压力加大,出口增速放缓,产能过剩的矛盾趋于突出.受益于政策利好和锂电池成本的逐年下降,未来5年,我国电动自行车年产销量将维持在3 000万一3 500万辆的规模,而锂电自行车所占比例将不断提高,预计从目前的10%将增加至30%以上,“轻量化、锂电化、智能化”将成为电动自行车发展的趋势.但是,锂电自行车在市场上的推广还存在着不少瓶颈,主要表现在产品的维修与消费者的日常维护上.
锂电自行车采用的锂电池分为3类：三元（镍钴锰或镍钻铝）系材料、锰（锰酸锂）系材料和铁锂材料（即磷酸铁锂,因电压低和比能量相对较低等弱点几乎没有使用在电动自行车上）.锂电池最大的优点是,能量密度大、重量轻、体积小、循环寿命长.目前,在市场上销售的锂电自行车一般充电时间在6—8h,根据电池容量的大小不同,锂电自行车（非助力）可行驶里程约36—48km.同样的容量与体积,锂电池使用寿命是铅酸电池的3倍左右：同等电压和容量下的锂电池,重量只有铅酸电池的1/3.
锂电池单体电压高,在同等串联下能达到更高的电压；锂电池内阻小,能够大电流高倍率放电；锂电池记忆效应小,基本可以忽略不计.在使用锂电池中应注意的是,放置—段时间后,电池则易进入休眠状态.此时容量如低于正常值,使用时间亦随之缩短.但锂电池具有免激活特性,只要经过3～5次正常的充放电循环就可恢复到原来的容量.因此,用户在购买锂电自行车后,发现电池容量低等问题,可以采用连续几次激活的办法,就能让锂电池恢复到正常值的状态.
锂电池的保护系统非常重要.当充电器在电池充满后会自动断电,但并不是万无一失的.如果锂电池充电时间过长,较容易击穿保护系统,造成过充.因此,将锂电池长期处在过充状态是非常危险的.
锂电池在某些方面还存在不足之处,例如在充放电方面,锂电池与铅酸电池相比,耐波动的能力较差.锂电池使用不当易发生起火、燃烧甚至爆炸的隐患,目前仍无法得到完全消除.例如：当车辆发生碰撞时,可能导致电池正负极材料冲破隔膜,刹车时能量快速回充至电池时瞬间的超高电流等原因都会导致电池发生短路、温度升高,引起燃烧甚至爆炸.因此,锂电池材料以及保护系统的健全与完善非常重要.
电池是决定电动自行车行驶里程长短的重要因素.锂电池使用方法归结起来有以下几点：
1．按照标准的时间和程序充电,充电时间一般应按照说明书上的要求,不能过充：
2．当锂电自行车行驶过程中发现锂电池电量过低的信号灯出现提示时,应该及时给锂电池充电：
3．电池消耗完之后不要快速充电,这样很容易损坏电池：
4．在使用过程中,如果锂电自行车的续行里程在短时间内发生突然大幅度下降的情况,则很有可能是电池组中至少有—块电池出现问题.此时,应及时进行检查、修复或配组.
了解锂电池的维护与保养,可以有效延长锂电池的寿命,确保锂电自行车高效使用.那么,日常维护应该注意哪些问题呢？
1．锂电自行车首次使用,须对电池进行深度充电,充电器显示绿灯后仍继续充电,时间一般控制在8～12h内.
2．每次骑行至电池组不可放出电量后再进行充电,但要避免深度放电后（超过容量的90%）再充电,这样会损伤锂电池.
3．当锂电自行车在静止状态下欠压指示灯亮起时应及时充电.
4．当锂电自行车启动、爬坡、在路面凹凸不平或逆风行驶的状态下,骑行者应采用脚踏进行助力,这样可以减少耗电量.
5．对电动自行车的锂电池进行部分放电.由于锂电池存在无记忆的特性,消费者每次或者每天骑行后应及时对电池组进行有规律性地充电.
6．如果锂电自行车放置超过2个月时间,要对电池组进行一次彻底地充电；如果放置超过5个月时间,需要进行一次充放电循环.对电池组进行正常充电的方法是：先连接充电器与电池组,然后再将充电器电源插头连接到220V交流电源（按照此连接顺序可避免插拔充电插头时产生电火花）.当电源接通后充电器显示红色指示灯时,说明电池组已在正常充电,充电时间一般6—8h即可.
7．充电器要与电池完全匹配.充电器电流过高会把锂电池保护系统击穿,造成短路,从而引起锂电池的安全事故.而充电器电压过低,则会使充电效率低下,耗费过多的时间.
8．锂电自行车在不使用的情况下,应及时关闭电源,或把电池组从电池座上拔出另外放置.因为电机和控制器在空载状态下仍然会消耗电源.
9．锂电池的老化与温度、充电状态有关.过度频繁充电所增加的温度将加快电池容量的损耗.锂电池在20℃下可储存半年以上,且容量衰减可以得到大部分的恢复.电池组容量是在常温25℃时进行测量的,因此,在冬季里电池容量减少、行驶里程有所下降是一种正常现象.
10．为了确保锂电池组充满,应选择在常温的环境温度下进行充电,这样才能确保锂电池充电的效果更佳.
1 1．锂电池在冷藏的条件下可以进入休眠状态.但锂电自行车在高温条件下（如夏天）使用之后,不能立刻将卸下的电池组放置在冷冻室内,而是置于阴凉处,让锂电池慢慢降温.
12．锂电池由于存在细微的自放电现象,所以应经常性地补充电源,以确保电池的电压维持在稳定的状态.如果锂电池在电压低于3.6V以下而长时间保存,将会导致电池的内部结构遭到损坏,从而缩短电池的寿命.因此,锂电自行车若不使用,应把电池组从电池座上卸下来单独存放,在3~6个月内补电一次,即充电到电压为3.8～3.9V(锂电池最佳储存电压为3.85V左右)为宜.
13．锂电池的应用温度范围很广,在北方的冬天室外环境中仍然可以使用,但容量会大幅降低（这主要是指磷酸铁锂材料的锂电池）,如果回到常温状态下,容量又可以得到恢复.然而,锰系材料的锂电池,在超过60℃、时间逾2h连续使用,就会产生不可逆的衰减.因此,锂电池要做到冬天防欠充、夏天防过充,夏天里锂电自行车不宜在太阳直射的高温下停放,也不能放置在高温的汽车后备箱内.
14．锂电池严禁淋雨或浸入水里.
锂电池由于“娇嫩”而在使用过程中容易出现这样或那样的问题.但是,只要保养得当,锂电池比铅酸电池的优势更为明显.打破锂电池技术、维修和保养上的瓶颈,锂电自行车的“蓝海”市场才能真正展现在我们的面前.
自行车论文参考资料：
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