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铅酸蓄电池充电方法介绍

铅酸蓄电池充电方法介绍
铅酸蓄电池充电方法介绍

铅酸蓄电池充电方法介绍

-------温州市科星电子有限公司每个人都知道新的蓄电池投入使用时,就得定期的进行充放电。蓄电池充电的目的是使蓄电池贮存电能及时地恢复容量,以满足用电设备的需要。蓄电池放电的目的是及时地检验蓄电池容量参数,及促进电极活性物质的活化反应。蓄电池充放电状况的好坏,将直接影响到蓄电池的电性能及使用寿命。目前对蓄电池充电的方法很多,选择科学合理的充电方法将会大大提高蓄电池的维护效果。

一、铅酸蓄电池常用充电方法

1.恒定电流充电法

在充电过程中充电电流始终保持不变,叫做恒定电流充电法,简称恒流充电法或等流充电法。

在充电过程中由于蓄电池电压逐渐升高,充电电流逐渐下降,为保持充电电流不致因蓄电池端电压升高而减小,充电过程必须逐渐升高电源电压,以维持充电电流始终不变,这对于充电设备的自动化程度要求较高,一般简陋的充电设备是不能满足恒流充电要求的。恒流充电法,在蓄电池最大允许的充电电流情况下,充电电流越大,充电时间就可以缩短。若从时间上考虑,采用此法有利的。但在充电后期若充电电流仍不变,这时由于大部分电流用于电解水上,电解液出气泡过多而显沸腾状,这不仅消耗电能,而且容易使极板上活性物质大量脱落,温升过高,造成极板弯曲,容量迅速下降而提前报废。所以,这种充电方法很少采用。

2.恒定电压充电法

在充电过程中,充电电压始终保持不变,叫做恒定电压充电法,简称恒压充电法或等压充电法。由于恒压充电开始至后期,电源电压始终保持一定,所以在充电开始时充电电流相当大,大大超过正常充电电流值。但随着充电的进行,蓄电池端电压逐渐升高,充电电流逐渐减小。当蓄电池端电压和充电电压相等时,充电电流减至最小甚至为零。

由此可见,采用恒压充电法的优点在于,可以避免充电后期充电电流过大而造成极板活性物质脱落和电能的损失。但其缺点是,在刚开始充电时,充电电流过大,电极活性物质体积变化收缩太快,影响活性物质的机械强度,致使其脱落。而在充电后期充电电流又过小,使极板深处的活性物质得不到充电反应,形成长期充电不足,影响蓄电池的使用寿命。所以这种充电方法一般只适用于无配电设备或充电设备较简陋的特殊场合,如汽车上蓄电池的充电,1号至5号干电池式的小蓄电池的充电均采用等压2.4—2.8V左右,碱性蓄电池每个单体电池为1.6—

2.0V左右。

3.有固定电阻的恒定电压充电

为补救恒定电压充电的缺点而采用的一种方法。即在充电电源与电池之间串联一电阻,这样充电初期的电流可以调整。但有时最大充电电流受到限制,因此随充电过程的进行,蓄电池电压逐渐上升,电流却几乎成为直线衰减。有时使用两个电阻值,约在2.4V时,从低电阻转换到高电阻,以减少出气。

4.阶段等流充电法

综合恒流和恒压充电法的特点,蓄电池在充电初期用较大的电流,经过一段时间改用较小的电流,至充电后期改用更小的电流,即不同阶段内以不同的电流进行恒流充电的方法,叫做阶段恒流充电法。阶段恒流充电法,一般可分为两个阶段进行,也可分为多个阶段进行。

阶段等流充电法所需充电时间短,充电效果也好。由于充电后期改用较小电流充电,这样减少了气泡对极板活性物质的冲刷,减少了活性物质的脱落。这种充电法能延长蓄电池使用寿命,并节省电能,充电又彻底,所以是当前常用的一种充电方法。一般蓄电池第一阶段以10h

率电流进行充电,第二阶段以20h率电流进行充电。各阶段充电时间的长短,各种蓄电池的具体要求和标准不一样。

5.浮充电法

间歇使用的蓄电池或仅在交流电停电时才使用的蓄电池,其充电方式为浮充电式。一些特殊场合使用的固定型蓄电池一般均采用浮充电方法对蓄电池进行充电。浮充电法的优点主要在于能减少蓄电池的析气率,并可防止过充电,同时由于蓄电池同直流电源并联供电,用电设备大电流用电时,蓄电池瞬时输出大电流,这有助于镇定电源系统的电压,使用电设备用电正常。浮充电法的缺点是个别蓄电池充电不均衡和充不足电,所以需要进行定期的均衡充电。

二、铅酸蓄电池的快速充电方法

1.定电流定周期快速充电法

这种方法的特点是,以电流幅度恒定和周期恒定的脉冲充电电流对蓄电池充电,两个充电脉冲之间有一放电脉冲进行去极化,以提高蓄电池的充电接受力。在充电过程中,充电电流及其脉宽不受蓄电池充电状态的影响。因此,它是一种开环式脉冲充电。这种充电方法易使蓄电池充满容量,但如果不增加防止过充电的保护装置,容易造成强烈的过充电,影响蓄电池的使用寿命。在这种充电方法中,虽然整个充电过程均加有去极化措施,但是这种固定的去极化措施,难于适合充电全过程的要求。

2.定电流定出气率脉冲充电放电去极化快速充电法

这种充电方法的特点是:在整个充电过程中,充电电流脉冲的幅值和蓄电池的出气率始终保持不变。充电过程初期,充电电流略低于蓄电池的初始接受流。在充电过程中,由于蓄电池可接受的电流逐渐减小,所以经过一段时间后,充电电流将超过蓄电池的可接受电流,因而蓄电池内将产生较多的气体,出气率显著增加。此时,气体检测元件能够及时发出控制信号,迫使蓄电池停止充电,进行短时放电。这样蓄电池内部的极化作用很快消失,因而出气率可以始终保持在较低的预定值内。目前,国外有这样的方案。国内因缺少气体敏感元件,对这种方法很少研究。

3.定电流定电压脉冲充电放电去极化快速充电法

这种充电方法的特点是,以恒定大电流充电,待充到一定电压(相当于蓄电池出气点的电压)时,停止充电并进行大电流(或小电流)放电去极化,然后再以恒定大电流充电,依此,充放电过程交替地进行。放电脉冲的频率随充人电量的增加而增加,充电脉冲的宽度随充人电量的增加而减少。当充电量和放电量基本相等时,表示蓄电池已充满电,立即结束充电。

根据这种方法,国内外都有多种方案来实现蓄电池快速充电。这种方法,充电初期无去极化措施。在加有去极化措施后充电脉冲宽度不断减小,使得充电电流平均值下降较快,延长了充电时间。

4.定电流提升电压脉冲充电放电去极化快速充电法

这种方法是定电流定电压脉冲充电放电去极化快速充电方法的改进。它是以恒定电流(如IC)充电,当蓄电池电压达到充电出气点电压后(单格电池电压2.35~2.5V)时,停止充电并进行放电(如放电电流2~3C,脉冲宽度为1ms),然后再充电。从加有放电去极化脉冲以后,用积分器件阶梯形跟踪调高充电控制电(提升出气点电压),以加快充电速度和提高充满程度。其它和定电流定电压法相同。

5.定电压定频率脉冲充电放电去极化快速充电法

这种方法的特点是,充电脉冲的电压幅值保持恒定,随着充电过程的进行,蓄电池电动势逐渐上升,充电电流幅值逐渐减小,充电脉冲电流的频率恒定,在两个充电脉冲之间加有放电去极化脉冲。

6.端电压和充放电频率选择脉冲充电放电去极化快速充电法

这种方法的特点是,根据蓄电池充电过程中的极化情况选择充放电脉冲的频率,并在充电后期将蓄电池端电压限定在预选的数值,使出气率限制在一定的容许值。

7.适应全过程去极化脉冲充电放电去极化快速充电法

这种方法的特点是,在充电全过程都适时加有去极化的放电脉冲,在放电脉冲后充电电流恢复之前,均进行去极化效果检测,达到一定去极化效果再转回充电,否则再次进行去极化放电,直至达到去极化要求的效果才转回充电,这样,可使去极措施适应全过程。这种方案能有效地将气体析出量抑制在很小的数值内。

铅酸蓄电池常见故障分析及处理方法

铅酸蓄电池常见故障分析及处理方法 常见故障不良现象故障产生的原因故障的处理方法 蓄电池充电不足1.静止电压低 2.密度低,充电结束后达不 到规定要求 3.工作时间短 4.工作时仪表显示容量下降 快 1.充电器电压、电流设置 过低 2.初充电不足 3.充电机故障 1.调整,检修充电 器 2.蓄电池补充充电 3.严重时需更换新 电池 蓄电池过充电1.注液盖篓色泽变黄,变红 2.外壳变形 3.隔板炭化、变形 4.正极腐蚀、断裂 5.极柱橡胶套管上升、老 化、开裂 6.经常补水,充电时电解液 浑浊 1.充电器电压,电流设置 过高 2.充电时间过长 3.频繁充电 4.放电量小而充电量大 5.充电机故障 1.调整,检修充电 器 2.调整充电制度 3.严重时需更换新 电池

铅酸蓄电池热失控故障分析 当电池处于充电状态时,电池温度发生一种积累性的增强作用。当增温过程的热量积累到一定程度,电池端电压会突然出现降低,迫使电流骤然增大,电池温度高升而损坏蓄电池的现象称之为热失控。 1.故障现象 充电时特别到了末期,充电器不转绿灯,同时电池严重发热,如果测量充电电流会发现电流很高可达到2A或2A以上。发热严重时,析气压力过高,会导致电池壳受热变形,直至电池报废。 2.故障产生原因 ⑴电池失水 失水后,蓄电池中超细玻璃纤维隔板发生收缩现象,使之与正负极板的附着力变得很差,内阻增大,充放电过程中发热量加大。经过上述过程,蓄电池内部产生的热量只能经过电池槽散热,如散热小于发热量,即出现温度上升现象。温度上升,使蓄电池析气过电位降低,析气量增大,正极大量的氧气通过“通道”,在负极表面反应,发出大量的热量,使温度快速上升,形成恶性循环,即所谓的“热失控”。最

铅酸蓄电池最佳充电方法

铅酸蓄电池最佳充电方法 上世纪60年代中期,美国科学家马斯对开口蓄电池的充电过程作了大量的试验研究,并提出了以最低出气率为前提的,蓄电池可接受的充电曲线,如图1所示。实验表明,如果充电电流按这条曲线变化,就可以大大缩短充电时间,并且对电池的容量和寿命也没有影响。原则上把这条曲线称为最佳充电曲线。 目录 1原理简介

蓄电池放电后,用直流电按与放电电流相反的方向通过蓄电池,使它恢复工作能力,这个过程称为蓄电池充电。蓄电池充电时,电池正极与电源正极相联,电池负极与电源负极相联,充电电源电压必须高于电池的总电动势。充电方式有恒电流充电和恒电压充电两种。 2详细内容 蓄电池充电器原理 蓄电池里面有大量的硫酸等可供电离的溶液,当插上电源,电流就通过里面的铅板(有些电池不是铅)电离溶液,这样就将电能转化为化学能;如果要使用,溶液就会转化为电能通过电极输送出去。这是原理上的描述,事实上,真实的情况十分复杂,可参考相关专业书籍。 充电方法制度 常规充电制度是依据1940年前国际公认的经验法则设计的。其中最著名的就是“安培小时规则”:充电电流安培数,不应超过蓄电池待充电的安时数。实际上,常规充电的速度被蓄电池在充电过程中的温升和气体的产生所限制。这个现象对蓄电池充电所必须的最短时间具有重要意义。 恒流充电法 恒流充电法是用调整充电装置输出电压或改变与蓄电池串联电阻的方法,保持充电电流强度不变的充电方法。控制方法简单,但由于电池的可接受电流能力是随着充电过程的进行而逐渐下降的,到充电后期,充电电流多用于电解水,产生气体,使出气过甚,因此,常选用阶段充电法。 恒压充电法 充电电源的电压在全部充电时间里保持恒定的数值,随着蓄电池端电压的逐渐升高,电流逐渐减少。与恒流充电法相比,其充电过程更接近于最佳充电曲线。用恒定电压快速充电,由于充电初期蓄电池电动势较低,充电电流很大,随着充电的进行,电流将逐渐减少,因此,只需简易控制系统。 这种充电方法电解水很少,避免了蓄电池过充。但在充电初期电流过大,对蓄电池寿命造成很大影响,且容易使蓄电池极板弯曲,造成电池报废。鉴于这种缺点,

蓄电池修复技术原理与方法

蓄电池修复技术原理与方法 蓄电池修复技术原理与方法 电池又称化学电源,是能为用电器提供直流电源的装置,化学电源是通过氧化--还原的电化学反应,将化学能转化为电能.一次电池是一次性应用的电池,二次电池是可多次反复使用的电池,因此这里的二次实际上是多次的意思.二次电池又称为可充电电池或蓄电池. 相对于零电平或某一基准电平幅值为正的脉冲叫正极性脉冲,简称正脉冲,反之,则为负脉冲.正负脉冲按一定占空比出现的称组合脉冲.二十世纪以来,随着人们对负脉冲的认识的不断提高,负脉冲的应用范围不断扩大,在许多领域都得到了广泛的应用,如:能源.医疗.勘探.等. 我公司经过多年努力研制出微电脑语音系列修复机.微电脑快系列速充电站.对各种废旧蓄电池的修复与维护具有良好的效果.下面以铅酸蓄电池和锂离子电池为例.介绍一下微电脑语音系列修复机.微电脑快系列速充电站对蓄电池的维护与修复原理: 基础部分 一. 铅酸蓄电池 铅酸蓄电池是蓄电池的一种.以其低廉的价格(镉镍电池的六分之一~~`~~五分之一), 良好的高倍率放电性能,应用非常广泛,如汽车、摩托车、火车、轮船、通信以及UPS等均需运用.铅酸蓄电池主要由正极板、负极板、电解液、容器、极柱、隔膜、可导电的物质等组成. (一) 正极板(正极活性物质) 正极板活性物质的主要成分是二氧化铅.具有较强的氧化性,放电时,与硫酸发生反应生成硫酸铅,并吸收电子,二氧化铅有两种类型晶格,一种是α—Pb02 另一种是β—Pb02.这两种二氧化铅活性物质差别很大,它们在正极板所起的作用也不相同.?—Pb02 给出的容量是α—PbO2 的1.5~~~3倍.而α—Pb02具有较好的机械强度,它的存在,正极板活性物质不宜软化脱落,只有α—Pb02 和 βα—PbO2 的比例达到0.8时,铅蓄电池会表现出良好的性能 . 正极活性物质在放电状态下,与电解质硫酸发生反应生成硫酸铅与水.其反应式如下:Pb02+3H++HSO4-+2e==PbSO4+2H2O 充电时,在外线路的作用下转化为ρbO2与H2SO4放电时,二氧化铅的ρb4+接受了负极送来的电子形成ρb+2与溶液中的硫酸根离子结合生成ρbSO4 .当硫酸铅达到一定量时,变成沉淀物附着在极板上.充电时硫酸铅中的铅离子 的电子被外线路带走转化为 二氧化铅.将水中 氢离子留在溶液中.氧离子与铅离子结合生成二氧化铅进入晶格,形成正极活性物质. (二)负极板(负极活性物质) 在铅酸蓄电池里,为了供负极活性物质充分与电解液发生反应,故将铅制成多孔海棉状,又称为海绵铅,在放电时,铅给出外线路电子形成 Pb+2 与溶液的硫酸根 结合生成硫酸铅,充电时,部分PbSO4首先溶解成Pb2+与SO4.Pb+2接受电子还原成铅进入负极活性物质晶格. ( 三)电解液

铅酸蓄电池充电方法及特性说明

铅酸蓄电池充电方法及特性说明 铅蓄电池的充电特征就是指蓄电池在恒定流充电状态下,电解液相对密度ρ(15℃)、蓄电池端电压UC随充电时间的变化规律。图5-12是将某型号铅蓄电池以5A进行恒流充电时测得的规律曲线。充电过程中,电解液相对密度基本以直线逐渐上升。这是因为采用等流充电,充电机每单位时间向蓄电池输入的电量相等,每单位时间内电解液中的水变为硫酸的量也基本相等。充电过程中,铅蓄电池端电压上升的规律由四个阶段组成:第一阶段:充电开始,端电压上升较快。这是由于极板活性物质孔隙内部的水迅速变为硫酸,孔隙外部的水还未来得及渗透入补充,极板内部电解液相对密度迅速上升所致。 第二阶段:端电压上升较平稳,至单格电压2.4V。该阶段,每单位时间内极板内部消耗的水与外部渗入的水基本相等,处于动态平衡状态。 第三阶段:端电压由2.4V迅速上升至2.7V,该阶段电解液中的水开始电解,正极板表面逸出氧气,负极板处逸出氢气电解液中冒出气泡,出现所谓的电解液“沸腾”现象。 第四阶段:该阶段过充电阶段,端电压不再上升。为了观察端电压和电解液相对密度不再上升的现象,保证蓄电池充分充电,一般需要过充电2h~3h。由于过充电时剧烈地放出气泡会导致活性物质脱落,造成蓄电池容量降低,使用寿命缩短,因此应尽量避免长的时间过充电。过充电时,蓄电池逸出的氢气与氧气混合,混合气体具有易烯、易爆特点,因此充电的蓄电池附近应免明火出现。 铅蓄电池充电终了的特征是: (1)端电压和电解液相对密度上升到最大值,且2h~3h内不再上升。 (2)电解液中产生大量气泡,呈现“沸腾”状态。 3.蓄电池的充放电控制技术 在实际光伏发电系统的蓄池中,为了实现设定的充电模式,须对充电过程进行控制,运用正确的充电控制方法,有利于提高蓄电池的充电效率和使用寿命。 (1)充电过程阶段的划分 在实际光伏发电系统的蓄池中,为了实现设定的充电模式,须对充电过程进行控制,运用正确的充电控制方法,有利于提高蓄电池的充电效率和使用寿命。充电过程一般分为主充、均充和浮充3个阶段。充电末期主要是以恒小电流长时间充电的涓流充电流为主(充电倍率小于0.1C时,称为涓流充电)。

铅酸蓄电池充电安全操作规程

铅酸蓄电池充电安全操作规程 1.充电前的准备工作: 1.1.工作人员必须戴防护眼镜、口罩和橡胶手套,系橡胶围裙,穿胶鞋。 1.2.提前做好中和溶液(碳酸钠溶液),以防电解液灼伤时使用。 1.3.由于蓄电池大量放电、或长期存放导致电池亏电,因此应定期从设备上拆下 蓄电池,在充电间对蓄电池进行补充充电。补充充电一般每个月进行一次,以提高其使用可靠性,延长使用寿命。进入冬天时最好进行一次补充充电。 1.4.充电前应先用万用电表测量电池的电压并进行记录,以便根据各电池的亏电 情况确定充电方案。 1.5.检查交流电源是否符合使用要求,电源应为220V,50Hz交流电。 1.6.先接蓄电池,将充电机“+”极接至蓄电池“+”极,充电机“-”极接至蓄电池“—” 极接线柱上,注意防止负载短路。 1.7.选择充电电压。若充电电池为12V,则电压选择档应旋转到12V档,若充电电 池为24V,则电压选择档应旋转到24V档,不得选错,否则将损坏充电机或蓄电池。 2.充电操作: 2.1.初充电、补充充电常采用恒流充电(恒流充电是在一定的时间段始终 以一定不变的电流对电池进行充电,其优点是充电比较完全,但是后期电流几乎全部被消耗在水的分解和热的发生上)。补充充电电流为 0.1C20A(如 60Ah蓄电池用 6A),充电时间为 3~ 5 h,或根据存放时间长短确定充电时间。 2.2.维护充电常采用恒压充电(恒压充电是始终以一定不变的电压对电池

进行充电,其优点是气体产生很少,耗水量小,存在充电不完全的缺点。单体电压通常设定在2.3~2.4V(12 V电池为13.8~14.4 V,6 V电池为6.9~ 7.2 V),直到充足电为止)。 2.3.将充电机电流选择档位调至最低档位。 2.4.确保红、黑夹没有接触才可以通电,否则会造成短路并损坏机器; 2.5.充电采用二步充电法: 2.5.1.即第一步采用0.1C20A充电至12 V电池为1 3.8~1 4.4 V,6 V电池为6.9~ 7.2 V时。转入第二步充电,第二步充电采用0.05C20A至充电结束。2.5.2.接通220V电源,逐档调节充电电流,至最大充电电流0.1C20A,进行第 一步充电。 即:对于12V,54Ah电池其充电电流为0.1x54=5.4A, 对于12V,150Ah电池其充电电流为0.1x150=15A 2.5. 3.当电池电压达到13.8~1 4.4V时,转入第二步充电,第二步充电最大电流 为0.05C20A。 即对于12V,54Ah电池其充电电流为0.0511x54=2.7A, 对于12V,150Ah电池其充电电流为0.05x150=7.5A 2.5.4.充足电后,最后对电池进行一次均衡充电,以保证单格均衡。方法为:将 充足电的电池,用0.035C20A电流充电(即12V,54Ah电池充电电流为 0.035x54=1.89A;12V,150Ah电池充电电流为0.035x150=5.25A);当电池 冒出均匀气泡,温度上升时,停止充电1小时;如此重复3~4次,单格电池都能冒出均匀气泡,并且电池电压\电液密度趋于不变时结束。 2.6.充电时间的确定:

铅酸蓄电池的结构和工作原理

铅酸蓄电池的结构和工作原理 (一)铅酸蓄电池的结构 铅酸蓄电池主要由正极板组?负极板组?隔板?容器和电解液等构成,其结构如下图所示: 1.极板 铅酸蓄电池的正?负极极板由纯铅制成,上面直接形成有效物质,有些极板用铅镍合金制成栅架,上面涂以有效物质?正极(阳极)的有效物质为褐色的二氧化铅,这层二氧化铅由结合氧化的铅细粒构成,在这些细粒之间能够自由地通过电解液,将正极材料磨成细粒的原因是可以增大其与电解液的接触面积,这样可以增加反应面积,从而减小蓄电池的内阻?负极(阴极)的有效物质为深灰色的海绵状铅?在同一个电池内,同极性的极板片数超过两片者,用金属条连接起来,称为极板组

或极板群?至于极板组内的极板数的多少,随其容量(蓄电能力)的大小而异?为了获得较大的蓄电池容量,常将多片正?负极板分别并联,组成正?负极板组,如下图所示: 安装时,将正?负极板组相互嵌合,中间插入隔板,就形成了单格电池?在每个单格电池中,负极板的片数总要比正极板的片数多一片,从而使每片正极板都处于两片负极板之间,使正极板两侧放电均匀,避免因放电不均匀造成极板拱曲? 2.隔板 在各种类型的铅酸蓄电池中,除少数特殊组合的极板间留有宽大的空隙外,在两极板间均需插入隔板,以防止正?负极板相互接触而发生短路?这种隔板上密布着细小的孔,既可以保证电解液的通过,又可

以阻隔正?负极板之间的接触,控制反应速度,保护电池?隔板有木质?橡胶?微孔橡胶?微孔塑料?玻璃等数种,可根据蓄电池的类型适当选定?吸附式密封蓄电池的隔板是由超细玻璃丝绵制作的,这种隔板可以把电解液吸附在隔板内,吸附式密封蓄电池的名称也是由此而来的? 3.容器 容器是用来盛装电解液和支撑极板的,通常有玻璃容器?衬铅木质容器?硬橡胶容器和塑料容器四种?容器用于盛放电解液和极板组,应该耐酸?耐热?耐震?容器多采用硬橡胶或聚丙烯塑料制成,为整体式结构,底部有凸起的肋条以搁置极板组?壳内由间壁分成3个或6个互不相通的单格,各单格之间用铅质联条串联起来?容器上部使用相同材料的电池盖密封,电池盖上设有对应于每个单格电池的加液孔,用于添加电解液和蒸馏水以及测量电解液密度?温度和液面高度? 4.电解液 铅酸蓄电池的电解液是用蒸馏水稀释高纯浓硫酸而成的?它的密度高低视铅蓄电池类型和所用极板而定,一般在15℃时为1.200~1.300g/cm3?蓄电池用的电解液(稀硫酸)必须保持纯净,不能含有危害铅酸蓄电池的任何杂质?电解液的作用是给正?负电极之间流动的离子创造一个液体环境,或者说充当离子流动的介质?电解液的相对密度对蓄电池的工作有重要影响,相对密度大,可减少结冰的危险并提

铅酸蓄电池充电器的设计与实现

// 铅酸蓄电池的制造成本低、容量大、价格低廉,使用十分广泛。由于其固有的特性,若使用不当,寿命将大大缩短。影响铅酸蓄电池寿命的因素很多,采用正确的充电方式,能有效延长蓄电池的使用寿命。因此,设计一种全新的智能型铅酸蓄电池充电器是十分必要的。 1常规充电方式 铅酸蓄电池的常规充电方式有两种:浮充(又称恒压充电)和循环充电。 浮充时要严格掌握充电电压,如额定电压为12V的蓄电池,其充电电压应在13.5~13.8V 之间。浮充电压过低,蓄电池会充不满,过高则会造成过量充电。电压的调定,应以初期充电电流不超过0.3C(C为蓄电池的额定容量)为原则。 循环充电,其初期充电电流也不宜超过0.3C,充电的安培小时数要略大于放电安培小时数。也可先以0.1C的充电速率恒流充电数小时,当充电安培小时数达到放电安培小时数的90%时,再改用浮充电压充电,直至充满。 以上为目前常用的铅酸蓄电池充电方式,但这两种方式存在着一些不足之处。在充电过程中,电池电压逐渐增高,充电电流逐渐降低。由于恒压充电不管电池电压的实际状态,充电电压总是恒定的,充电电流刚开始比较大,然后按指数规律下降;采用快速充电可能使蓄电池过量充电,易导致电池损坏。对于循环充电而言,采用较小电流充电,充电效果较好。但对于大容量的蓄电池,充电时间就会拖得很长,时效低,造成诸多不便。 2智能型充电器的充电过程分析 通过对上述两种充电方式的分析比较,综合其优点设计出具有快充和慢充的智能型铅酸蓄电池充电器。该充电器采用单片机控制,充电过程分为快充、慢充及涓流充三个阶段,充电效果更佳。图1所示为该充电器的充电电流、电压曲线。 从图1可以看出:在快充阶段(0~t1),充电器以恒定电流1C对蓄电池充电,由单片机控制快充时间,避免过量充电;在慢充阶段(t1~t2),单片机输出PWM控制信号,控制斩波开关通断,以恒定电压对蓄电池进行充电,此时充电电流按指数规律下降,当电池电压上升到规定值时,结束慢充,进入涓流充阶段;在涓流充阶段(t2~t3),单片机输出的PWM控制信号,使充电器以约0.09C的充电电流对蓄电池充电,在这种状态下,可长时间对蓄电池充电,从而能最大限度地延长蓄电池寿命。 3智能型充电器的工作原理 根据上述分析而设计的智能型铅酸蓄电池充电器,主要由开关稳压电源、斩波开关、控制器和辅助电源等四个部分组成,并具有过流保护、过压保护和超温保护功能。图2为充电器原理框图,图3为充电器电路原理图。 3.1开关稳压电源

铅酸蓄电池的性能指标 1、蓄电池的额定容量 按国家标准规定的电池

铅酸蓄电池的性能指标 1、蓄电池的额定容量 按国家标准规定的电池容量,单位是Ah,是放电电流与完全放电时间的乘积,表达电池储存电量的多少。以6-DZM-10蓄电池为例:当蓄电池以2小时率放电时(即以5A放电),放电时间应在120分钟以上,5A×(120/60) h=10Ah。这相当于在平坦路面上匀速行驶2小时,20km/h×2h=40km,是充电一次的续行里程。 使用过程中,蓄电池的容量会逐渐衰减,续行里程自然会减少。 2、放电循环寿命 蓄电池的初容量的大小,不代表蓄电池的寿命长短,各厂家蓄电池的铅粉质量、铅膏配制、板栅的材质、隔板的选用、电解液的配制,各有不同。有些电池初容量大,寿命短;有些电池初容量小,寿命长;有些电池则兼顾初容量和寿命。 有些整车厂单凭几次2小时率完全放电的结果,或只凭用电池跑几次续行里程的结果来评价蓄电池的优劣是不妥当的。 衡量蓄电池使用寿命的指标是:放电循环寿命。通常测量的方法是电池充满电后,在放电至总容量的70%为一次循环。此循环次数多少,表示电池使用寿命的长短。电动自行车用的蓄电池循环寿命应不少于350次,低于此值的电池为不合格。 3、额定电压 电动自行车用的蓄电池的单格额定电压为2V,组成6V、12V、24V、36V、48V的电池组。 4、配组合理 配组不当,会在串联电池组中出现‘落后电池’。其后果如前所述。

阀控式铅酸蓄电池主要性能参数 1、电池电动势、开路电压、工作电压 当蓄电池用导体在外部接通时,正极和负极的电化反应自发地进行,倘若电池中电能与化学能转换达到平衡时,正极的平衡电极电势与负极平衡电极电势的差值,便是电池电动势,它在数值上等于达到稳定值时的开路电压。电动势与单位电量的乘积,表示单位电量所能作的最大电功。但电池电动热与开路电压意义不同:电动势可依据电池中的反应利用热力学计算或通过测量计算,有明确的物理意义。后者只在数字上近于电动势,需视电池的可逆程度而定。 电池在开路状态下的端电压称为开路电压。电池的开路电压等于电池正极电极电势与负极电极电势之差。 电池工作电压是指电池有电流通过(闭路)的端电压。在电池放电初始的工作电压称为初始电压。电池在接通负载后,由于欧姆电阻和极化过电位的存在,电池的工作电压低于开路电压。 2、容量 电池容量是指电池储存电量的数量,以符号C表示。常用的单位为安培小时,简称安时(Ah)或毫安时(mAh)。 电池的容量可以分为额定容量(标称容量)、实际容量。 (1)额定容量 额定容量是电池规定在在25℃环境温度下,以10小时率电流放电,应该放出最低限度的电量(Ah)。 a、放电率。放电率是针对蓄电池放电电流大小,分为时间率和电流率。 放电时间率指在一定放电条件下,放电至放电终了电压的时间长短。依据IEC标准,放电时间率有20,10,5,3,1,0.5小时率及分钟率,分别表示为:20Hr,10Hr,5Hr,3Hr,2Hr,1Hr,0.5Hr等。 b、放电终止电压。铅蓄电池以一定的放电率在25℃环境温度下放电至能再反复充电使用的最低电压称为放电终了电压。大多数固定型电池规定以10Hr 放电时(25℃)终止电压为1.8V/只。终止电压值视放电速率和需要而夫定。通常,为使电池安全运行,小于10Hr的小电流放电,终止电压取值稍高,大于10Hr的大电流放电,终止电压取值稍低。在通信电源系统中,蓄电池放电的终

最全面铅酸蓄电池常见故障和机理分析快点动力

最全面铅酸蓄电池常见故障和机理分析 快点动力新能源 1、反极的现象及原因 铅酸蓄电池的反极系指蓄电池的正负极发生了改变,反极现象反映在两个方面,一是由于铅蓄电池在装配组装时某单格电池极群组接反或整个电池极群组接反。这种情况下会出现铅酸蓄电池灌完酸用电压表测量端电压时其端电压值小于各单体蓄电池额定电压之和的现象或出现端电压为负的现象。另一方面是铅蓄电池在容量放电时在多个串联使用中,由于某个蓄电池(或某单体蓄电池)容量较低或完全丧失容量。在放电时这个电池很快被放完电被其它电池进行反充电,使原来的负极变成正极,原来的正极变成负极,端电压出现负值的现象。 对于前一种反极故障,在测量蓄电池端电压时(多个单体电池组成的蓄电池)都可发现,若有一个单体电池反极,不仅失去该电池的2 V电压,而且还要增加2 V反电压,端电压要降低4V左右。例如,对于额定电压为12 V的电池,如测量其端电压为8 V左右,说明有1个单格电池反极。如测量其端电压为4 V左右说明有2个单格反极,如测量其端电压为-4 V左右说明有4个单格反极,如测量其端电压为-12 V说明6个单格均反极。 对于后一种反极故障,其端电压值(负值)随放电情况而不同。一般在检测时,对于这种情况要及时将蓄电池从放电线路中摘除下来,以免对蓄电池有所损坏。 2、短路现象及原因 铅酸蓄电池的短路是指铅酸蓄电池内部正负极群相连。铅酸蓄电池短路现象主要表现在以下几个方面: (1)开路电压低,闭路电压(放电)很快达到终止电压。 (2)大电流放电时,端电压迅速下降到零。 (3)开路时,电解液密度很低,在低温环境中电解液会出现结冰现象。 (4)充电时,电压上升很慢,始终保持低值(有时降为零)。 (5)充电时,电解液温度上升很高很快。 (6)充电时,电解液密度上升很慢或几乎无变化。 (7)充电时不冒气泡或冒气出现很晚。 造成铅酸蓄电池内部短路的原因主要有以下几个方面: (1)隔板质量不好或缺损,使极板活性物质穿过,致使正、负极板虚接触或直接接触。 (2)隔板窜位致使正负极板相连。 (3)极板上活性物质膨胀脱落,因脱落的活性物质沉积过多,致使正、负极板下部边缘或侧面边缘与沉积物相互接触而造成正负极板相连。 (4)导电物体落入电池内造成正、负极板相连。 (5)焊接极群时形成的“铅流”未除尽,或装配时有“铅豆”在正负极板间存在,在充放电过程中损坏隔板造成正负极板相连。 3、极板硫酸化现象及原因 极板硫酸化系是在极板上生成白色坚硬的硫酸铅结晶,充电时又非常难于转化为活性物质的硫酸铅。铅酸酸蓄电池极板硫酸化后主要有以下几种现象。

铅酸蓄电池正确使用与充电管理

铅酸蓄电池正确使用与充电管理 在现今这个以工业为主的社会中,后备直流电源的应用越来越广泛了,作为后备直流电源重要组成部分的蓄电池,其性能状况的优劣状态对于保证后备直流电源的正常运行就显得尤为重要。在蓄电池家族中,阀控铅酸蓄电池在直流后备电源中的应用越来越广泛了。 虽然阀控式铅酸蓄电池在电力操作电源广泛使用,但由于阀控式铅酸蓄电池结构的特殊性,想尽可能地延长蓄电池的使用寿命,就必须在运行中正确的使用蓄电池,而可靠地检测蓄电池的性能,并有针对性地对蓄电池进行维护就变得非常迫切了。合理地选择及使用目前直流电源系统中的蓄电池和电池监测模块,对延长蓄电池的使用寿命及相关设备的正常运行有很大的作用,为获得最大的安全效益和经济效益有着很重要的意义。 方法/步骤 1. 1 一铅酸蓄电池的失效机理 铅酸电池的失效研究对于电源系统的安全运行具有重要的意义,我们对这一问题进行一下概要的讨论,以使读者对这一问题有一个概要的认识。 1.1电池失水 铅酸蓄电池失水会导致电解液比重增高、导致电池正极栅板的腐蚀,使电池的活性物质减少,从而使电池的容量降低而失效。 铅酸蓄电池密封的难点就是充电时水的电解。当充电达到一定电压时(一

般在2.30V/单体以上)在蓄电池的正极上放出氧气,负极上放出氢气。一方面释放气体带出酸雾污染环境,另一方面电解液中水份减少,必须隔一段时间进行补加水维护。阀控式铅酸蓄电池就是为克服这些缺点而研制的产品,其产品特点为: (1)采用多元优质板栅合金,提高气体释放的过电位。即普通蓄电池板栅合金在2.30V/单体(25℃)以上时释放气体。采用优质多元合金后,在2.35V/单体(25℃)以上时释放气体,从而相对减少了气体释放量。 (2)让负极有多余的容量,即比正极多出10%的容量。充电后期正极释放的氧气与负极接触,发生反应,重新生成水,即O2+2Pb→2PbO,PbO+H2SO4→H2O+PbSO4使负极由于氧气的作用处于欠充电状态,因而不产生氢气。这种正极的氧气被负极铅吸收,再进一步化合成水的过程,即所谓阴极吸收。 (3)为了让正极释放的氧气尽快流通到负极,必须采用和普通铅酸蓄电池所采用的微孔橡胶隔板不同的新超细玻璃纤维隔板。其孔率由橡胶隔板的50%提高到90%以上,从而使氧气易于流通到负极,再化合成水。另外,超细玻璃纤维板具有吸附硫酸电解液的功能,因此阀控式密封铅酸蓄电池采用贫液式设计,即使电池倾倒,也无电解液溢出。 (4)采用密封式阀控滤酸结构,使酸雾不能逸出,达到安全、保护环境的目的。 在上述阴极吸收过程中,由于产生的水在密封情况下不能溢出,因此阀控式密封铅酸蓄电池可免除补加水维护,这也是阀控式密封铅酸蓄电池称为免维电池的由来。

电动车铅酸蓄电池的脉冲快速充电设计

电动车铅酸蓄电池的脉冲快速充电设计 摘要:对快速充电原理进行了阐述,针对蓄电池充电过程中出现的种种问题,采用了分级定电流的脉冲快速充电方案,提出了充电器的硬件电路和控制软件的设计方案。该充电方案对充分发挥蓄电池的功效,提高对蓄电池的充电速度,减少充电损耗,延长蓄电池的使用寿命具有重要意义。 关键词:电动车;铅酸蓄电池;脉冲快速充电 引言 以动力蓄电池为能源的电动车被认为是21世纪的绿色工程,它的出现将汽车工业的发展带入了一个全新的领域。目前,电动车核心部件中的电动机、控制器和车体三大部件在理论和技术上已较为成熟,而另两大部件蓄电池、充电器的发展还不能满足电动车的要求,有一些理论和技术问题还有待攻关,现已成为影响 电动交通工具发展的瓶颈。 目前,我国的电动车用动力蓄电池大多为铅酸蓄电池,这主要是由于铅酸蓄电池具有技术成熟、成本低、电池容量大、跟随负荷输出特性好、无记忆效应等优点。当然,也有一些高性能电池,比如锂电池、燃料电池等。锂离子电池电动车在深圳已投入试运营,由上海研制的第二代燃料电池轿车"超越二号"也于2004年5月在北京的国际氢能大会上露面,但都还未能得到广泛的推广应用。虽然近年来蓄电池自身的技术有了不小的进步,但作为其能量再次补充的充电器的发展非常缓慢,传统的常规充电时间过长,快速充电技术至今仍未能完全解决,严重地制约着电动车的发展。 自铅酸蓄电池问世以来,由于各种技术条件的限制,所采用的充电方法均未能遵从电池内部的物理化学规律,使整个充电过程存在着严重的过充电和析气等现象,充电效率低。电动车用动力蓄电池与一般蓄电池还有所不同,它以较长时间中等电流持续放电为主,间或以大电流放电,用于起动、加速或爬坡。一般来说,电动车用蓄电池多工作在深度充放电工作状态。因此,对电动车用动力蓄电池的快速充电提出了不同于常规电池的要求,它必须具有充电时间短、对蓄电池使用寿命影响小以及充满电判断准确的特点。 1脉冲快速充电法的理论基础 理论和实践证明,蓄电池的充放电是一个复杂的电化学过程。一般地说,充电电流在充电过程中随时间呈指数规律下降,不可能自动按恒流或恒压充电。充电过程中影响充电的因素很多,诸如电解液的浓度、极板活性物的浓度、环境温度等的不同,都会使充电产生很大的差异。随着放电状态、使用和保存期的不同,即使是相同型号、相同容量的同类蓄电池的充电也大不一样。 1972年,美国科学家马斯在第二届世界电动汽车年会上提出了著名的马斯三定律,即1)对于任何给定的放电电流,蓄电池充电时的电流接受比a与电池放出的容量的平方根成反比,即 式中:K1为放电电流常数,视放电电流的大小而定; C为蓄电池放出的容量。 由于蓄电池的初始接受电流Io=aC,所以 I0=aC=K1(根号C)(2) 2)对于任何给定的放电量,蓄电池充电电流接受比a与放电电流Id的对数成正比,即 a=K2logkId(3) 式中:K2为放电量常数,视放电量的多少而定; k为计算常数。 3)蓄电池在以不同的放电率放电后,其最终的允许充电电流It(接受能力)是各个放电率下的允许充电 电流的总和,即:

铅酸蓄电池结构详解

铅酸蓄电池结构详解 一、蓄电池的功用 蓄电池种类较多,根据电解液不同,有酸性和碱性之分。由于铅酸蓄电池阻小,电压稳定,在短时间能供给较大的起动电流,而且结构简单,价格较低,所以在汽车拖拉机上被广泛采用。 蓄电池为一可逆直流电源,在汽车拖拉机上与发电机并联,它的主要作用是:(1)发动机起动时,蓄电池向起动机和点火装置供电。起动发动机时,蓄电池必须在短时间(5~10s)给起动机提供强大的起动电流(汽油机为200~600A。柴油机有的高达1000A)。 (2)在发电机不发电或电压较低发动机处于低速时,蓄电池向点火系及其它用电设备供电,同时向交流发电机供给他激励磁电流。 (3)当用电设备同时接入较多,发电机超载时,蓄电池协助发电机共同向用电设备供电。 (4)当蓄电池存电不足,而发电机负载又较少时,可将发电机的电能转变为化学能储存起来,即充电。 (5)蓄电池还有稳定电网电压的作用。当发动机运转时,交流发电机向整个系统提供电流。蓄电池起稳定电器系统电压的作用。蓄电池相当于一个较大的电容器,可吸收发电机的瞬时过电压,保护电子元件不被损坏。延长其使用寿命。 二、蓄电池的构造 车用12V蓄电池均由6个单格电池串联而成,每个单格的标称电压为2V,串联成12V的电源,向汽车拖拉机用电设备供电。

蓄电池主要由极板、电解液、格板、电极、壳体等部分组成。 1.极板 极板分为正极板和负极板两种。蓄电池的充电过程是依靠极板上的活性物质和电解液中硫酸的化学反应来实现的。正极板上的活性物质是深棕色的二氧化铅(PbO2),负极板上的活性物质是海绵状、青灰色的纯铅(Pb)。 正、负极板的活性物质分别填充在铅锑合金铸成的栅架上,加入锑的目的是提高栅架的机械强度和浇铸性能。但锑有一定的副作用,锑易从正极板栅架中解析出来而引起蓄电池的自行放电和栅架的膨胀、溃烂,从而影响蓄电池的使用寿命。 负极板的厚度为1.8mm,正极板为2.2mm,为了提高蓄电池的容量,国外大多采用厚度为1.1~1.5mm的薄型极板。另外,为了提高蓄电池的容量,将多片正、负极板并联,组成正、负极板组。在每单格电池中,负极板的数量总比正极板多一片,正极板都处于负极板之间,使其两侧放电均匀,否则因正极板机械强度差,单面工作会使两侧活性物质体积变化不一致,造成极板弯曲。 2.隔板 为了减少蓄电池的阻和体积,正、负极板应尽量靠近但彼此又不能接触而短路,所以在相邻正负极板间加有绝缘隔板。隔板应具有多孔性,以便电解液渗透,而且应具有良好的耐酸性和抗碱性。 隔板材料有木质、微孔橡胶、微孔塑料以及浸树脂纸质等。近年来,还有将微孔塑料隔板做成袋状,紧包在正极板的外部,防止活性物质脱落。 3.壳体

蓄电池充放电状态

蓄电池特点 (1)使用寿命长 高强度紧装配工艺,提高电池装配紧度,防止活物质脱落,提高电池使用寿命。 低酸比重电液,提高电池充电接受能力,增强电池深放电循环能力。 增多酸量设计,确保电池不会因电解液枯竭缩短电池使用寿命。 因此GFM系列蓄电池的正常浮充设计寿命可达15年以上(25℃) (2)高倍率放电性能优良 高强度紧装配工艺,电池内阻极小,大电流放电特性优良,比一般电池提高20[%]以上。 (3)自放电低 高纯度原料和特殊造工艺,自放电很小,室温储存半年以上也可无需补电。 (4)维护简单 特殊氧气吸收循环设计,克服了电池在充电过程中电解失水的现象,在使用过程中电解液水份含量几乎没有变化,因此电池在使用过程中完全无需补水,维护简单。 (5)安全性高 电池内部装有特制安全阀,能有效隔离外部火花,不会引起电池内部发生爆炸。 (6)安装简捷 电池立式、侧卧、叠层安装均可,安装时占地面积小,灵活方便。 (7)洁净环保 电池使用时不会产生酸雾,对周围环境和配套设计无腐蚀,可直接将电池安装在办公室或配套设备房内,无需作防腐处理。 蓄电池的充放电特性 蓄电池具有自放电效应。从生产制造车间到用户使用,大约要延误数月的时间。以PA-NASONIC蓄电池为例,在30℃的环境温度下贮藏8个月,蓄

电池的残存容量仅为出厂时的一半,因此对于新购买的与配套的蓄电池,一般要进行一次较长时间的充电,这叫做初充电。蓄电池的初充电电流大小应按0.1C来充电,蓄电池在放电终了后可进行再充电,这叫正常充电。目前在UPS中普遍采用两种充电方式:浮充和脉充。所谓浮充电是指整流器的输出与蓄电池并联工作,并同时向负载供电,实际上此时整流器提供的电流分两路,一路送给负载,另一路送给蓄电池,以补充蓄电池自身内部损耗,浮充充电工作方式接线简单,对改善UPS输出瞬态响应特性有好处。脉冲充电的特点是充电电流随蓄电池容量而变化,用这种方式充电,可以缩短充电时间。 1.充电电压 由于UPS蓄电池属于备用工作方式,市电正常情况下处于充电状态,只有停电时才会放电。为延长蓄电池的使用寿命,UPS的充电器一般采用恒压限流的方式控制,蓄电池充满后即转为浮充状态。 对于端电压为12V的蓄电池,正常的浮充电压在13.5~13.8V之间。 浮充电压过低,蓄电池充不满,浮充电压过高,会造成过电压充电。当浮充电压超过14V时,即认为是过电压充电。严禁对蓄电池组过电压充电,因为过电压充电会造成蓄电池中的电解液所含的水被电解成氢和氧而逸出,使电解液浓度增大,导致蓄电池寿命缩短,甚至损坏。 2.充电电流 蓄电池充电电流一般以C来表示,C的实际值与蓄电池容量有关。举例来讲,如果是100Ah的蓄电池:C为100A。松下铅酸免维护蓄电池的最佳充电电流为0.1C左右,充电电流决不能大于0.3C。充电电流过大或过小都会影响蓄电池的使用寿命。 理想的充电电流应采用分阶段定流充电方式,即在充电初期采用较大的电流,充电一定时间后,改为较小的电流,至充电末期改用更小的电流。充电电流的设计一般为0.1C,当充电电流超过0.3C时可认为是过电流充电。避免用快速充电器充电,否则会使蓄电池处于“瞬时过电流充电”和“瞬时过电压充电”状态,造成蓄电池可供使用电量下降甚至损坏蓄电池。过电流充电会导致蓄电池极板弯曲,活性物质脱落,造成蓄电池供电容量下降,严重时会损坏蓄电池。 3.充电方式 铅酸蓄电池放电产物是硫酸铅,若不及时转化掉,会使蓄电池处于充电不足状态,从而降低蓄电池放电容量和缩短蓄电池使用寿命。因此,必须使蓄电池组处于充足电状态。对不同情况,可分浮充和均充。 (1)浮充充电。在线式蓄电池组是长期并联在充电器和负载线路上,作为 后备电源的工作方式。一般情况下,都采用浮充充电,单体蓄电池电压控

电动车铅酸蓄电池的脉冲快速充电设计

电动车铅酸蓄电池的脉冲快速充电设计 [作者:杜娟娟裴云庆王兆安转贴自:电源技术应用点击数:276 更新时间:2005-11-29 文 章录入:ebike ] 【字体:】 摘要:对快速充电原理进行了阐述,针对蓄电池充电过程中出现的种种问题,采用了分级定电流的脉冲快速充电方案,提出了充电器的硬件电路和控制软件的设计方案。该充电方案对充分发挥蓄电池的功效,提高对蓄电池的充电速度,减少充电损耗,延长蓄电池的使用寿命具有重要意义。 关键词:电动车;铅酸蓄电池;脉冲快速充电 0 引言 以动力蓄电池为能源的电动车被认为是21世纪的绿色工程,它的出现将汽车工业的发展带入了一个全新的领域。目前,电动车核心部件中的电动机、控制器和车体三大部件在理论和技术上已较为成熟,而另两大部件蓄电池、充电器的发展还不能满足电动车的要求,有一些理论和技术问题还有待攻关,现已成为影响电动交通工具发展的瓶颈。 目前,我国的电动车用动力蓄电池大多为铅酸蓄电池,这主要是由于铅酸蓄电池具有技术成熟、成本低、电池容量大、跟随负荷输出特性好、无记忆效应等优点。当然,也有一些高性能电池,比如锂电池、燃料电池等。锂离子电池电动车在深圳已投入试运营,由上海研制的第二代燃料电池轿车“超越二号”也于2004年5月在北京的国际氢能大会上露面,但都还未能得到广泛的推广应用。虽然近年来蓄电池自身的技术有了不小的进步,但作为其能量再次补充的充电器的发展非常缓慢,传统的常规充电时间过长,快速充电技术至今仍未能完全解决,严重地制约着电动车的发展。 自铅酸蓄电池问世以来,由于各种技术条件的限制,所采用的充电方法均未能遵从电池内部的物理化学规律,使整个充电过程存在着严重的过充电和析气等现象,充电效率低。电动车用动力蓄电池与一般蓄电池还有所不同,它以较长时间中等电流持续放电为主,间或以大电流放电,用于起动、加速或爬坡。一般来说,电动车用蓄电池多工作在深度充放电工作状态。因此,对电动车用动力蓄电池的快速充电提出了不同于常规电池的要求,它必须具有充电时间短、对蓄电池使用寿命影响小以及充满电判断准确的特点。

铅酸蓄电池充电模式和参数设置

铅酸蓄电池充电模式和参数设置 摘要:分析了铅酸蓄电池用三段式充电模式及其充电器忽略了电池的负温度特性的缺陷,从充电器充电的波形和频率出发,提出应采用兼有常规性充电功能和修补性充电功能的多功能充电器,并给出了常规性充电阶段和补充性充电阶段的技术参数。 电动车(以下简称“EB”)产业的兴起,对充电器提出了高要求。目前EB所配置的充电器,多属于传统的三段式充电器,三段式充电器的充电模式是将充电过程分为恒流、恒压、浮充三个充电阶段,以我国EB采用较多的36V12Ah铅酸蓄电池组为例,第一阶段以1.8A 的恒定电流将电池充到约44.4V;第二阶段将充电电流减小至约0.3A,再次将电池电压充到44.4V;第三阶段将电压降至约41.4V,电流减至约50MA对电池进行浮充。 从几年来的使用情况看,三段式充电器暴露了一些问题。以下仍以36V12Ah铅酸蓄电池组为例,谈谈三段式充电器的缺陷和解决方案。 1、三段式充电器忽略了电池的负温度特性 三段式充电器充电参数的设定除受所配电池单体极板面积大小、电极特性、电解液密度等因素影响外,还受蓄电池的环境温度的影响。 虽然一直以来,人们都明白电化学的温度效应是不能回避的,但却在充电器问题上忽略了。原因可以有很多,但特别应在此指出的是:过去人们对蓄电池容量、寿命与温度之间关系的感触和认识从来没有象今天这样直接和具体,须知,这是千万个EB用户参与了“实验”的

结果。 在我国几乎所有的地区,使用无温度补偿的充电器,都会对电池造成损害。夏季过充,冬季欠充,过充和欠充容易造成电池失水和硫酸盐化,电池失水后,硫酸浓度提高,加剧了板极腐蚀,就更容易产生硫酸盐化,硫酸盐化的电池表现为更容易失水。这是一种连锁反应。铅酸电池硫酸盐化是影响EB续驶里程和电池寿命的重要因素。 无温度补尝的充电器究竟对电池的损害有多大,目前还缺少实验数据,对蓄电池进行定量分析要比定性分析复杂困难得多,但以下的数据可以参考:EB标准规定,铅酸蓄电池的循环次数不得不少于350次,但实际上有相当多的电池使用时间不到8个月,即循还次数不足240次。 充电器增加温度补偿功能并不困难,如只要将原基准电压改为具有负温度系数特性的基准电压,一般就可以了。 2、三段式充电模式缺少修补性充电环节 三段式充电模式的恒流——恒压——浮充三个充电阶段,都是围绕怎样充满电池来设计的,因此,这三个充电阶段占用了全部充电时间,如36V12Ah电池组的充电电流通常被设定为18A,有公式:12(安时)×1.2(效率)÷8(小时)=1.8A。恰好能在标准规定的8h内将电池充满,设计时就没打算留出修补电池的时间,更何况三段式充电器一般也不具备修补电池的功能。 产业界向来有人认为:我国的EB以采用铅酸蓄电池为主,并且采取的是全动力模式,如电池长期不能达标,我国的EB产业将可能

电动车用铅酸蓄电池充电方法

我的电池是用在电动车上的,我的电动车是今年过了春节才买的,用了没到一年就不耐要了。我以前充满电时可以跑50多公里,现在30公里都不到就没电了。储电量少了一半有没有人知道我这个问题可以修吗? 铅酸蓄电池充放电的过程是电化学反应的过程,充电时,硫酸铅形成氧化铅,放电时氧化铅又还原为硫酸铅。而硫酸铅是一种非常容易结晶的物质,当电池中电解溶液的硫酸铅浓度过高或静态闲置时间过长时,就会“抱成”团,结成小晶体,这些小晶体再吸引周围的硫酸铅,就象滚雪球一样形成大的惰性结晶,结晶后的硫酸铅充电时不但不能再还原成氧化铅,还会沉淀附着在电极板上,造成了电极板工作面积下降,这一现象叫硫化,也就是常说的老化。这时电池容量会逐渐下降,直至无法使用。当硫酸铅大量堆集时还会吸引铅微粒形成铅枝,正负极板间的铅枝搭桥就造成电池短路。如果极板表面或密封塑壳有缝隙,硫酸铅结晶就会在这些缝隙内堆积,并产生膨胀张力,最终使极板断裂脱落或外壳破裂,造成电池不可修复性物理损坏。所以,导致铅酸蓄电池失效和损坏的主要机理就是电池本身无法避免的硫化! 这个说法对吗? ⑴维护: 及时充电,不要过放电。 ②也不要过充电,以电池不感觉很热为标志。 ③在时间允许的情况下,用小电流充电。 ④及时补足电解液。一般情况下,电解液不会损失,损失的是水(蒸发),请补蒸馏水!不可补电解液!! ⑵区别:①锂离子电池和铅酸电池的化学原理和材料不同,但都是以可逆的电化学过程为技术支持。 ②相对于铅酸电池,锂电具有重量轻,容量大,电流量大,无记忆效应等优点。但缺点是目前太贵。预计,锂电必将淘汰铅酸,镍镉,镍氢电池。 充电方法的研究: 常规充电制度是依据1940年前国际公认的经验法则设计的。其中最著名的就是“安培小时规则”:充电电流安培数,不应超过蓄电池待充电的安时数。实际上,常规充电的速度被蓄电池在充电过程中的温升和气体的产生所限制。这个现象对蓄电池充电所必须的最短时间具有重要意义。 1、恒流充电法 恒流充电法是用调整充电装置输出电压或改变与蓄电池串联电阻的方法,保持充电电流强度不变的充电方法。控制方法简单,但由于电池的可接受电流能力是随着充电过程的进行而逐渐下降的,到充电后期,充电电流多用于电解水,产生气体,使出气过甚,因此,常选用阶段充电法。 2、阶段充电法 此方法包括二阶段充电法和三阶段充电法 ①二阶段法采用恒电流和恒电压相结合的快速充电方法,首先,以恒电流充电至预定的电压值,然后,改为恒电压完成剩余的充电。一般两阶段之间的转换电压就是第二阶段的恒电压。 ②三阶段充电法在充电开始和结束时采用恒电流充电,中间用恒电压充电。当电流衰减到预定值时,由第二阶段转换到第三阶段。这种方法可以将出气量减到最少,但作为一种快速充电方法使用,受到一定的限制。 3、恒压充电法 充电电源的电压在全部充电时间里保持恒定的数值,随着蓄电池端电压的逐渐升高,电流逐渐减少。与恒流充电法相比,其充电过程更接近于最佳充电曲线。用恒定电压快速充电,由于充电初

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