充電技術(shù)和蓄電池壽命（一）
電動(dòng)車商情 電動(dòng)車商情網(wǎng) 俠名 電動(dòng)車維修 2004-4-15
| 夏季將至，蓄電池面臨又一次新的摧殘，這種摧殘不是用戶使用蓄電池的不當(dāng)造成的，而是由于不盡正確的充電器造成的。 中國(guó)電動(dòng)自行車產(chǎn)業(yè)面臨一個(gè)前所未有的機(jī)遇，大中小城市中對(duì)燃油助力車的限制使用，使得電動(dòng)車成為一個(gè)競(jìng)相追逐的替代品。然而，發(fā)展前景不容樂(lè)觀，盲目的投資和幾乎不受限制的產(chǎn)業(yè)門檻，使得很多三教九流之輩混跡于此，攪混了一堂清水。產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，關(guān)鍵核心部件魚(yú)目混珠，市場(chǎng)(Rialto)反饋非常嚴(yán)峻。 滿目望去，網(wǎng)絡(luò)上，報(bào)紙上，噓聲一片，各種各樣的質(zhì)量問(wèn)題接踵而至，其中頗具普遍性的是關(guān)于電池問(wèn)題。20%的電動(dòng)自行車存在著嚴(yán)重的單次充電行駛里程不達(dá)標(biāo)，幾乎50%的電動(dòng)自行車在3個(gè)月后單次充電后的行駛里程快速下降，而半年后，已經(jīng)難以維持75%的標(biāo)稱公里數(shù)。而就算是一些行業(yè)中品牌知名度一度不錯(cuò)的車輛投訴也明顯上升。當(dāng)然，產(chǎn)生電動(dòng)車行駛里程下降的綜合原因涉及多種方面，其中特別重要的是充電器，他是直接造成蓄電池?fù)p壞的罪魁禍?zhǔn)祝y怪日本蓄電池專家小林健二指出："電池與其說(shuō)是用壞的，不如說(shuō)是充壞的。" 那么，充電器是如何摧殘蓄電池的呢？ 我們先來(lái)?yè)荛_(kāi)充電器的面紗，再來(lái)看看蓄電池對(duì)充電的要求，兩者一對(duì)照，真相大白了！ 充電器隨著科學(xué)技術(shù)和電子工業(yè)的發(fā)展，同時(shí)隨著鉛酸蓄電池100多年來(lái)的發(fā)展，產(chǎn)生了許許多多線路圖和充電方法，下面從幾個(gè)方面簡(jiǎn)單介紹一下其發(fā)展，幫助我們一起來(lái)了解一下其發(fā)展，從而來(lái)理解面臨的問(wèn)題及解決的辦法。 從電子工業(yè)發(fā)展來(lái)看，充電器經(jīng)歷了兩個(gè)革命性階段，即工頻階段和高頻階段。 工頻階段的特點(diǎn)是：變壓器采用的是50HZ的工頻率變壓器，通過(guò)對(duì)交流電源的波形的控制和調(diào)整，來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出電流和電壓的變化，從而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的充電方法。這種方式，由于能量的傳遞是通過(guò)低頻率的磁耦合由硅鋼片實(shí)現(xiàn)，容易磁飽和，同時(shí)鐵心的體積較大，銅絲和硅鋼片的用量都非常的大，還容易發(fā)熱，總體能量比很差，由于它是通過(guò)對(duì)波形的控制來(lái)達(dá)到電流和電壓變化的目的，所以，難免會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生污染，特別是功率較大時(shí)，對(duì)家用電器的干擾顯而易見(jiàn)，鑒于以上種種限制，目前已經(jīng)在電源市場(chǎng)(Rialto)上消退，特別是在中小功率范圍內(nèi)。但是，當(dāng)功率增大時(shí)，工頻率電源的可靠性還是無(wú)可撼動(dòng)。 高頻階段的特點(diǎn)是：變壓器采用的是幾十k到幾百k的高頻變壓器，同樣是磁耦合，它采用的是磁鋼，取料容易而且便宜，由于頻率增加后，相同功率的能量傳遞所使用的體積明顯減小，能量比明顯高于前者。隨著，電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，功率器件的可靠性進(jìn)一步加強(qiáng)，線路越來(lái)越成熟，而且，控制芯片的功能越來(lái)越強(qiáng)大，集成化程度越來(lái)越高，所以線路越來(lái)越簡(jiǎn)單。同時(shí)控制方式越來(lái)越靈巧。經(jīng)過(guò)近20年的應(yīng)用發(fā)展，目前，已經(jīng)穩(wěn)定的占據(jù)中小功率電源市場(chǎng)(Rialto)，而電動(dòng)自行車用充電器的功率小于150瓦，正是采用高頻率方式的最佳范圍之內(nèi)。這也是為什么在市場(chǎng)(Rialto)上，電動(dòng)自行車充電器99.99%是采用開(kāi)關(guān)高頻方式的原因。 不管是哪種線路最終是實(shí)現(xiàn)充電方法，所以真正造成危害的是充電方法，在這里當(dāng)然有必要對(duì)充電方法加以說(shuō)明和分析： 恒壓充電：最簡(jiǎn)單的充電方法，充電前期的電流往往會(huì)很大，隨著端電壓的逐漸上升，電流慢慢下降，當(dāng)充電器電壓和電池兩端的穩(wěn)定電壓接近時(shí)，電流接近于零，為了防止電池過(guò)充電，一般設(shè)定的輸出電壓普遍較充滿電壓低，這種方法充電時(shí)，往往會(huì)造成鉛酸電池的硫酸鹽化，長(zhǎng)期如此充電，將造成難以復(fù)原的硫酸鉛結(jié)晶，大大降低電池的容量。所以，只可以作為一般的補(bǔ)充電方法。 恒流充電：以穩(wěn)定的較小電流給電池充電，電池在充電過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)平穩(wěn)，內(nèi)阻的變化只是影響端電壓的變化，直到端電壓接近充電器的功率所限電壓時(shí)，電流會(huì)下降，這種方式會(huì)導(dǎo)致蓄電池過(guò)充電，恒定的電流在充電后期大多用來(lái)分解水分，不加控制，容易使蓄電池干枯。最終，也會(huì)使電池容量急劇下降。 可見(jiàn)，如何判斷蓄電池充電結(jié)束在充電發(fā)展歷史上是一個(gè)非常關(guān)鍵的焦點(diǎn)問(wèn)題，以上恒壓和恒流方式根本沒(méi)有去控制蓄電池的充電結(jié)束標(biāo)志，要么過(guò)充電、要么欠充電，結(jié)果，可想而知，于是，很自然的人們就想到，充電初期，要控制一下電流，不能讓他太大，以避免劇烈的化學(xué)反應(yīng)，損壞極板的分布結(jié)構(gòu)和機(jī)械損傷，所以，將電流穩(wěn)下來(lái)，最大不能超過(guò)某某值，于是，在相當(dāng)一段時(shí)間里，充電初期是在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的電流下充電的；在充電后期，隨著電壓的慢慢升高，一方面，充電器的輸出功率受到限制，一方面，電池內(nèi)部的正負(fù)極板的活性物質(zhì)參與化學(xué)反應(yīng)的成分逐漸減少，內(nèi)阻增大，這時(shí)候，應(yīng)該降低電流，減緩化學(xué)反應(yīng)的程度，于是，在這一階段，需要一個(gè)電流下降的控制，同時(shí)考慮到，充電后期，對(duì)充電終止的控制，讓他在一設(shè)定的電壓下，通過(guò)歐姆定律，自然工作在恒壓狀態(tài)下是非常理想的，當(dāng)蓄電池的電壓升高到這個(gè)恒壓點(diǎn)后，如果一直維持在設(shè)個(gè)電壓下，依然非常危險(xiǎn)，因?yàn)�，這時(shí)候，如果沒(méi)有及時(shí)減少充電電流的話，水分將會(huì)被分解掉，因此，在最后階段，顯然必須將恒定電壓降下來(lái)，轉(zhuǎn)入浮充階段，這就是，現(xiàn)在，經(jīng)常見(jiàn)到的所謂三階段充電法。然而，問(wèn)題并未已經(jīng)解決，這種方式是一種程序預(yù)設(shè)，建立在一種非常理想的假設(shè)之上的，他是在溫度25℃條件下充電是可以的，顯然，將實(shí)際用戶想象在一種沒(méi)有變化的環(huán)境中是不妥當(dāng)?shù)�，�?shí)際使用環(huán)境，最基本的一點(diǎn)是：一年四季溫度的變化，就算是在同一個(gè)時(shí)期，祖國(guó)大地(Terra)，地域?qū)拸V，從南到北，緯度相差很大，溫差也很明顯，而我們可愛(ài)的蓄電池對(duì)溫度是很敏感的，充電終止條件對(duì)溫度的變化也很敏感，且相差較大。 |
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