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铅酸蓄电池充电新方法
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2022.10.05 上海

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铅酸蓄电池组由几只12V的单体电池串联,通常采用【储电+恒压+浮充】三段式智能充电,传统方法储电期采用恒流模式,新型方法储电期采用恒功率模式

传统【恒流+恒压+浮充】三段式智能充电分析:新电池储电位高,单体电池的内阻差别小,单体充电电压差别小于0.3V;随着充放电次数的增加,单体电压差别大于0.4V;最低小于14.45V充电不足电池硫化,最高大于14.85V过度充电内阻上升快;硫化单体和内阻大单体共存,恒流期充电时间缩短储电量逐步减少,恒压期充电时间延长逐步发展到【转灯无望】;转灯无望电流逐步增加到2.0A出现【充电异常】,异常继续充电产生【热失控】

新型【恒功率+恒压+浮充】三段式智能充电分析:新电池直接采用恒功率模式充电,随着充放电次数的增加,单体充电电压差别永远小于0.4V;最低电压大于14.55V充电比较足硫化轻微,最高电压小于14.90V过度充电少内阻上升慢;所有单体电池轻微硫酸内阻上升慢,储电位下降不受硫化影响,恒压期充电电流正常下降,充电器正常转灯,充电过程安全可靠

【1】单体1220电池不同模式充电过程对比

蓄电池充电过程物理参数:时间,电流 I ,储电位E{电动势},电压U,内阻R,温升

充电电压U=E+IR,功率P=IU=IE+I²R,∫IUdt=充电量,∫IEdt=储电量+析气功耗;随着充电时间的增加,储电量增加储电位上升,H2SO4浓度上升,内阻上升,∫I²Rdt=内阻损耗转为热能;充电电压上升到析气电压Ux{常温14.10V}时析气开始,析气功耗【=∫I²(U-Ux)dt】转为热能

电池温度升高的后果:储电位下降,内阻上升,析气电压下降

1)储电前期:储电位低,内阻小发热少,电池温升低,充电电压上升慢;充电电流大,∫IEdt大储电量多,储电位上升快储电能力强;反之,充电电流小储电能力弱

恒流储电模式:储电前期电流3.0A,∫IEdt小储电量少,后续储电位上升慢,储电能力弱

恒功率模式:储电前期电流3.2A,∫IEdt大储电量多,后续储电位上升快,储电能力强

2)储电后期:储电位高,内阻大发热多,电池析气发热更多,电池温升高,充电电压上升快;充电电流大能量损耗高;反之,充电电流小能量损耗低

恒流储电模式:储电后期电流3.0A,内阻损耗和析气功耗大,电池温升高内阻上升快,充电电压上升快,储电期时间短储电量少

恒功率储电模式:储电后期电流2.6A,内阻损耗和析气功耗小,电池温升低内阻上升慢,充电电压上升慢,储电期时间长储电量多

3)充电电压U=14.5V转恒压,转恒压时的储电位E=14.5-I✖️R,充电电流大储电位低;反之,充电电流小储电位高

恒流模式:转恒压时电流3.0A,能量损耗大,电池温升高,内阻上升多,内阻分压{电流✖️内阻}大,储电位低储电量少

恒功率模式:转恒压时电流2.6A,能量损耗小,电池温升低,内阻上升少,内阻分压{电流✖️内阻】小,储电位高储电量多

4)恒压期充电电流 I =(14.7-E)/R,恒压期充电时间长,析气失水多,内阻上升快;反之,恒压期充电时间短内阻上升慢

恒流模式:能量损耗大,电池温升高,储电位E低上升慢,内阻R大下降快,充电电流下降慢,恒压期时间长,析气失水多,内阻上升快

恒功率模式:能量损耗小,电池温升低,储电位E高上升快,内阻R小下降慢,充电电流下降快,恒压期时间短,析气失水少,内阻上升慢

5)蓄电池组由几只12V电池串联:所有单体的充电电流和时间相同,内阻和储电位差别引发电压和温升差别,电压差别导致内阻上升速度差别;所有单体的放电时间和电流相同,内阻小单体温升低,放电电压高放电量多,内阻大单体温升高,放电电压低放电量少

6)大部分蓄电池是被充电器充坏的:单体电池的合理充电电压14.6V~14.8V;充电电压小于14.45V的单体内阻小,充电量少放电量多,再充电电压逐步下降被饿死;充电电压大于14.85V的单体内阻大,充电量多放电量少,再充电电压逐步上升被撑死

7)优质充电器单体充电电压接近合理电压;劣质充电器单体充电电压偏离合理电压;参阅【充电器充坏铅酸蓄电池理论分析】

【2】玉骑玲电动车行驶试验

试验说明:两部【玉骑玲】全新电动车,配置相同的【海宝路霸】6020蓄电池;分别采用恒流和恒功率充电;两个驾驶员,电动车一星期换一次;试验地点南安市省新镇

1)电动车恒流模式充电行驶试验

充电器参数:储电期充电电流 I =3.0A,功率200W➡️250W;电压72.5V转恒压;恒压期电压73.5V,电流下降到0.6A转灯

新电池续航大于60公里,单体电池的充电电压接近14.6V~14.8V,最低电压14.55V,最高电压14.80V;随着充放电次数的增加,续航里程逐步下降,单体充电电压差别逐步变大,恒压期充电时间逐步延长

电动车行驶4000公里,续航接近50公里,最低电压14.50V,最高电压14.85V;电动车行驶7000公里,续航接近40公里,最低电压14.45V,最高电压14.90V;电动车行驶9000公里,续航接近30公里,最低电压小于14.45V,最高电压大于14.90V

2)电动车恒功率模式充电行驶试验

充电器参数:储电期充电电流3.2A➡️2.6A,功率200W,电压72.5V转恒压;恒压期电压73.5V,电流下降到0.7A转灯

新电池续航大于70公里,单体电池的充电电压接近14.6V~14.8V,最低电压14.55V,最高电压14.90V;随着充放电次数的增加,续航里程缓慢下降,单体充电电压差别基本不变,恒压期充电时间逐步缩短

电动车行驶5000公里,续航大于60公里,最低电压14.55V,最高电压14.90V;电动车行驶9000公里,续航大于50公里,最低电压14.55V,最高电压14.90V;电动车行驶12000公里,续航大于40公里,最低电压14.55V,最高电压14.90V

3)试验数据表明:恒功率模式实现蓄电池无硫化充电,续航里程远,电池寿命长;原因分析敬请参阅【铅酸蓄电池使用寿命影响因素】

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