36V 鉛酸電池電動車充電器知識解析
36V電動車鉛酸蓄電池組充電時,有幾個關鍵參數:最高充電電壓、浮充電壓、浮充轉換電流、最大充電電流。它們應該是多少?如何制定?其中最主要的是最高充電電壓,多少為好?與析氣量、充入電容量和環境溫度又是什么關系?對此眾說不一,各電池生產廠家的要求也不一樣。最高充電電壓值相對誤差范圍是多少?我們不能脫離實際的工作對象,盲目制定出超常規的精度要求。我們接到某電動車售后服務部通知:充電器比規定電壓高0.1V,電池因此熱失控而充脹了;也接到通知說:電壓比規定定低0.1V,電池欠充,提前報廢。一個千分之幾的誤差造成如此嚴重后果,真是失之毫厘,謬之千里之外,鉛酸蓄電池果真有這么神秘嗎?為了解開困擾電動車充電中的這個謎團,做如下實驗。
用一個水槽盛(sheng)滿水,電(dian)(dian)池放在(zai)水中,在(zai)電(dian)(dian)池上方(fang)有一個收(shou)集氣(qi)體(ti)用的倒(dao)扣(kou)的漏斗,漏斗頂(ding)端(duan)裝有可以計量(liang)氣(qi)體(ti)容量(liang)的注(zhu)射針筒。充(chong)電(dian)(dian)用可調(diao)穩壓電(dian)(dian)源,用兩(liang)只四位(wei)半數字萬用表(biao)測量(liang)充(chong)電(dian)(dian)電(dian)(dian)流和充(chong)電(dian)(dian)電(dian)(dian)壓。
試驗時間是在冬季,水溫5℃。實驗條件是統一用2A電流充電,最充電電壓分別用43V、44V、45V輪循環依次進行,浮充轉換電流一律400mA,記錄下每次的充電時間,包括充電末期隨時間電流下降各點數據、開始析氣電壓,按時間記錄析氣量。電池充完后,用萬分之幾精度的電量臺記錄放電容量。充入電量是在計算紙上讀出時間電流曲線與坐標之間的面積(電容量就是充電電流對時間的定積分)。數據見下表:
得到試驗數據后,最感到驚異的是:充入電量的多少幾乎與充電電壓無關。很多人認為充電電壓低電池會充不滿,電池會提前鹽化報廢,特別是在冬季氣溫較低的時候。而這次試驗正好是在冬季,水溫只有5℃,試驗的中心電壓值是44V,上下偏差1V,相對誤差是2.3%。在用43V和45V充電的情況下,充入電量和放出電量相差無幾,與大家公認的看法大相徑庭,試驗是用的同一組電池,同樣的充、放電條件,輪番做同樣的測試,實驗數據重復同樣的規律,可排除偶然因素干擾,試驗數據是準確可信的。從電池充電原理上看,只要充電源電壓高于電池端電壓,都會給電池充電,一直到電池中的活性物質轉換完成。充電最高電壓,也就是充電電源開始由恒流區轉變到恒壓區,這種轉變是由電池自身充入電量多少、活性物質反應了多少決定的,充電電壓的高低,僅是能進行電化學反應的條件,只要高于電池開路電壓就會給電池充電,多少物質能參與反應由電池自身決定。從這個思路理解,就不難得出,充電電壓高低對電池容量沒有多大影響。
從上圖表(biao)可以看出(chu),電(dian)(dian)(dian)池在42.5V~43.5V時(shi)(shi)(shi)(shi)開(kai)始析氣(qi),而析氣(qi)的速度(du)與(yu)充電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)壓有關。到(dao)充電(dian)(dian)(dian)結束時(shi)(shi)(shi)(shi),總(zong)析氣(qi)量與(yu)充電(dian)(dian)(dian)最(zui)高電(dian)(dian)(dian)壓有關,43V與(yu)45V總(zong)析氣(qi)量相(xiang)差10位(注(zhu):以單格允許(xu)極限(xian)失(shi)水10克,18格相(xiang)當240公升氣(qi)體,該電(dian)(dian)(dian)池45V時(shi)(shi)(shi)(shi)失(shi)水并(bing)不大)。在充電(dian)(dian)(dian)末期電(dian)(dian)(dian)流下降(jiang)(jiang)區(qu)時(shi)(shi)(shi)(shi),只要降(jiang)(jiang)低(di)電(dian)(dian)(dian)壓到(dao)42.5V時(shi)(shi)(shi)(shi),析氣(qi)立即停(ting)止,這時(shi)(shi)(shi)(shi)充電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)流稍小一點,還會依著(zhu)原來的規律下降(jiang)(jiang)。