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          電動車充電器和蓄電池知識

          充電器的分類: 

          用有、無工頻(50赫茲)變壓器區分,可分為兩大類。貨運三輪充電器一般使用帶工頻變壓器的充電機,體積大、重量大,費電,但是可靠,便宜;電動自行車和電摩則使用所謂開關電源式充電器,省電,效率高,但是易壞。 
          開關電源式充電器的正確操作是:充電時,先插電池,后加市電;充足后,先切斷市電,后拔電池插頭。如果在充電時先拔電池插頭,特別是充電電流大(紅燈)時,非常容易損壞充電器。 
          常用的開關電源式充電器又分半橋式和單激式兩大類,單激類又分為正激式和反激式兩類。半橋式成本高,性能好,常用于帶負脈沖的充電器;單激式成本低,市場占有率高。

          關于負脈沖充電器 
          鉛酸電池已經有100多年的歷史了,開始全球普遍沿引老的觀點和操作規程:充、放電率為0.1C(C是電池容量)壽命較長。美國人麥斯先生為解決快速充電問題,1967年向全世界公布了他的研究成果,用大于1C率脈沖電流充電,充電間歇時對電池放電。放電有利于消除極化、降低電解液溫度、提高極板接受電荷的能力。 
          我國一些科技工作者在1969年前后,根據麥斯先生的三定律制作成功了多種品牌的快速充電機。充電循環過程是:大電流脈沖充電→切斷充電通路→對電池短暫放電→停止放電→接通充電通路→大電流脈沖充電…… 
          2000年前后,有人將這一原理用到了電動車充電器中,充電過程中,不切斷充電通路,用小電阻將電池短路瞬間,進行放電。短路時由于不切斷充電通路,在充電通路中串連了電感。一般在1秒內短路3-5毫秒(1秒=1000毫秒),由于電感里的電流不能跳變,短路時間短促,可以保護充電器的電源轉換部分。如果把充電電流方向叫正,放電自然為負了,電動車業就出現了名詞“負脈沖充電器”,而且稱可以延長電池壽命等等。

          關于三段式充電器 
          近幾年,電動車普遍使用了所謂三段式充電器,第一個階段叫恒流階段,第二個階段叫恒壓階段,第三個階段叫涓流階段。從電子技術角度針對電池而言:第一個階段叫充電限流階段,第二個階段叫高恒壓階段,第三個階段叫低恒壓階段比較貼切。第二階段和第三階段轉換時,面板指示燈相應變換,大多數充電器第一、二階段是紅燈,第三階段變綠燈。第二階段和第三階段的相互轉換是由充電電流決定的,大于某電流進入第一第二階段,小于某電流進入第三階段。這個電流叫轉換電流,也叫轉折電流。 
          早期充電器,包括名牌車配套的充電器,雖然也變燈,但實際是恒壓限流充電器,并不是三階段充電器。一般這類就一個穩定電壓值,44.2V左右,對當時的高比重硫酸的電池還湊合。 
          關于三段式充電器的三個關鍵參數 
          第一個重要參數是涓流階段的低恒壓值,第二個重要參數是第二階段的高恒壓值,第三個重要參數是轉換電流。這三個重要參數與電池數目有關,與電池的容量Ah有關,與溫度有關,與電池種類有關。為了方便大家記憶,下面以最常見的電動自行車(三塊12V串聯的10Ah電池)所用的三段式充電器為例簡單介紹一下: 
          首先討論涓流階段的低恒壓值,參考電壓為42.5V左右。此值高將使電池失水,容易使電池發熱變形;此值低不利于電池充足電。此值在南方要低于41.5V;膠體電池要低于41.5V,如在南方還要低一點兒。這個參數是相對嚴格的,不可以大于參考值。 
          其次討論第二階段的高恒壓值,參考電壓為44.5V左右。此值高有利于快速充足電,但是容易使電池失水,充電后期電流下不來,結果使電池發熱變形;此值低不利于電池快速充足電,有利于向涓流階段轉換。這個值雖然沒有第一個值那樣嚴格,但是也不要過高。 
          最后討論轉換電流,參考電流為300毫安左右。此值高有利于電池壽命,不容易發熱變形,但不利于電池快速充足電;此值低(對外行)有利于充足電,但是由于較長時間高電壓充電,容易使電池失水,使電池發熱變形。特別個別電池出現問題時,充電電流降不到轉折電流以下時,會連累好電池也被充壞。給出的參考值有一定范圍,正負50毫安甚至100毫安都是允許的,但是不允許小于200毫安。 
          目前,市場上出現了很多高恒壓值為46.5V、低恒壓值為41.5V、轉折電流大于500毫安的反激式廉價充電器。 
          如果是四塊12V電池的充電器即48V充電器,前兩個參數為前述電壓參考值除以三乘以四。高恒壓值為59.5V左右、低恒壓值為56.5V左右。 
          電池如果比10Ah大,將第三個參數電流值適當增大,例如17Ah電池可大到500毫安。

          電池失效---失水;硫化;陽極軟化及陽極活性物質軟化脫落

          過充電修復。如果不太計較電池壽命,采用這種修復方法是立竿見影的。采用深度放電和充電,電池容量可以上升,這是世界公認的。但是對電池壽命可能有傷害,本網站許多帖子,僅僅圍繞過充電可以將電池正極板把表面的α氧化鉛到β氧化鉛的轉換,完成電池容量的提升,在修復中采用這種措施容易形成不可恢復的容量下降。有些反退給電池廠商的電池,就是使用了這類方法修復。 
          筆者根據自己的實踐認為,好的過放、過充電修復,只要嚴格限制電流和時間,參考極板制造時類似化成的做法,的確有很好的結果。關鍵是判斷,不是千篇一律,統統進行反充。舉一個前幾天的實例吧,我到網友老三的店里串門,正好剛換下一組電摩的4只17Ah電池,準備(120元)賣給收舊電池的,我告訴他們不要賣,應該能修理,于是拿回檢修,簡要敘述一下: 
          例三, 上述電池4只,浙江長興產的,但不是天能的。因為是剛換下的,就沒有作其他測試和充電。開路電壓依次為:1號13.42V;2號13.36V;3號13.18.V;4號12.4V。很明顯,缺水。開蓋,給前三只每格加6再+4毫升,4號加6再+2毫升,靜止兩小時開始充電,開始10A,2分鐘后改為3A,半小時后改為階梯,陸續開始產汽,1-3號各格產汽比較一致,4號有5個格號產汽先后比較一致,它們產汽后,靠近陽極的格仍不大量產生汽。停止充電,檢測容量,1-3號接近新品,4號只有1.5Ah。1-3號每格又加4毫升水,并用階梯充到所有格析汽;單獨充4號1小時后,5A放電,檢測端電壓,從13.2V降到10.5V為20分鐘,降到8.32V只用了不到5分鐘,繼續用5A放電,保持8.15V左右可到1小時,停止檢查。為什么停止呢,結論有了:靠近陽極那個格壞了,壞格容量約1.5Ah。簡單用理論解釋一下:從13.2V降到10.5V20分鐘,就是壞格(已經大大低于1.7V了)具有不到1.5Ah的證明;繼續5A放電,壞格降到0V,其余5個好格(10V)對壞格進行反充電,壞格反向充到將近2V時穩定時間長,電池端電壓為5個好格電壓的和減去壞格反極電壓,即10-2=8V。不必要再繼續了,否則對5個好格也有損壞。告訴大家如何判斷那個為壞格,這類電池加液孔比10Ah的小得多,用自制鍍鉛工具幾秒就能判定那個格為壞格,本例5個格析汽,靠近陽極的格不析汽,應首先檢測它,檢測結果證實。該壞格壞了了,并且是部分脫落。單獨處理該格,使其容量到了10Ah。至此維修完成,容量1-3號接近新的,4號10Ah(其中5個好格的容量和1-3號一樣接近新的)。

          不開蓋檢查是否硫化的方法
          給大家介紹一個不開蓋檢查是否硫化的方法:用可調恒流源調到0.05C左右給電池充電,注意符合下述情況就是硫化,以12V電瓶為例,開始電壓高于15V(硫化嚴重的偏離值大),并且隨充電時間的增加,電壓降低,向15V靠攏;如果改為恒壓充電,則電流有增加趨勢。這是我的經驗,而一般書籍僅僅講,發熱,析汽早,容量小等等。我曾經先后給幾位到家造訪的業內大學生當場演示過判斷方法,分別比較了幾個硫化程度不同的鉛蓄電池??烧{恒流源是我1978年設計的“新星多功能充電器”, 曾經編入我寫的《黑白電視機裝修教材》的附錄,當時是36V變壓器,分立元件線性的,后來又改進成集成電路線性的和電子開關控制的恒流式的。

          不開蓋子判斷失水

          不開蓋子判斷失水,要同時具備兩條:1,12V電瓶開路電壓大于13.2V。2,容量小。這些小學生都可以掌握。原理就涉及了理論中的兩條:1,開路電壓與硫酸濃度有關,失水后,硫酸濃度增加,端電壓升高。2,失水后,液面下降,參加電化學反應的物質少了,容量下降。后面對條件還有解釋:上述值指電動車12V電池充電以后過半小時的開路電壓,如果是汽車電瓶,值要低一些,即使是電動車電池還要看牌子,例如松下的要低,原因就是硫酸比重低于浙江長興的電池。還講了,不要教條,例如電壓不高看似標準,但容量不大的,一般是5格缺水,1個格部分脫落

          不可修復的標準
          不可修復的標準:(正常使用,硫酸鉛化的) 1、外觀變形,破裂,漏液的現象不可修復 2、內部擊穿,機械損壞或過充電極板變碳黑不可修復;表現特征:充電時電壓很快升高,放置一段時間自然下降很多。 3、CEL不良,單格損壞,內部自然放電。(如是可拆除電瓶叉車可單格更換再修復)


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