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鋰電充電器和鉛酸充電器的差異

鉅大LARGE  |  點擊量:12143次  |  2018年12月03日  

摘要
由于鉛酸電池充電器一般設置為兩段式或三段式充電模式,鋰電池與鉛酸電池的電壓等級是不匹配的。而鋰電池也有很多種,電池性能及電池保護板參數都有可能不一樣。因此鋰電池并不像鉛酸電池一樣,有通用型的電池充電器。通常來說,鋰電池出廠時都配有專用充電器。為了保護鋰電池,需使用專用充電器。

由于鉛酸電池充電器一般設置為兩段式或三段式充電模式,鋰電池與鉛酸電池的電壓等級是不匹配的。而鋰電池也有很多種,電池性能及電池保護板參數都有可能不一樣。因此鋰電池并不像鉛酸電池一樣,有通用型的電池充電器。通常來說,鋰電池出廠時都配有專用充電器。為了保護鋰電池,需使用專用充電器。


鋰電充電器和鉛酸充電器的差異


目前市場上的電動車用充電器主要是開關電源式的,具有節電、體積小、重量輕,技術成熟等優點。只有鉛酸電池的貨運三輪車,還使用工頻變壓器式充電器,簡單、可靠、便宜,對使用環境要求低。


開關電源式充電器實質是一可謂穩壓電源。具體叉分,以脈寬調制芯片TIA94為核心的半橋式和以脈寬調制芯片UC3842為核心的反激式兩類。后者因成本低,逐周期保護的優勢,占據著市場的90%以上。后面的具體電路,都是以這兩類典型電路進行具體分析。


1、鉛酸充電器三段式充電器


近百年了,經典的普通鉛酸充電器為0.1C充J2-14小時,對電池十分有益?,F在的人們生活工作節奏加快,電動車充電器改為0.15C-0.2C充6-8小時了。


所謂三階段指恒流、恒壓、渦流。發光二極管為紅色表示處于恒流或恒壓階段,變為綠色表示處于涓流階段。通常,變綠燈后再充數小時,電池才能真正吃飽。


(1)三段式充電器三個重要參數


A、高恒壓懂為單格析氫電壓2.42V乘以電池組單格數,36V充電器為2.42Vx18格≈43.56V,48V充電器為242Vx24格≈58.08V。


這個電壓稍高些是可以的,有利于恒流時間長,縮短充電時間:低了會延長電油吃飽的時間。


三段式充電器實質是一臺具有兩個輸出電壓值的穩壓電源,此信就是那個高的輸出值。


B、低恒壓值為單格析氯電壓2.35V乘以電池組單格數,36V充電器為2.35VX18格=423V,48V充電器為2.35Vx24格=56.4V。


這個電壓要求是嚴格的,高于此值會造成電油失水:低了電池只能吃八九成飽。此值就是穩壓電源那個低的輸出值。


C、轉折電流(也是轉燈電流)。充電器內部有個充電電流實時檢測器,并和一個預定的所謂“轉折電流”


值進行比較,用于控制穩壓電源的輸出值的高低:


充電電流大干該值,自動將控制電路轉到輸出高恒壓值,同時置為紅燈提示:充電電流小于轉折電流值轉到輸出低恒壓值,并置為綠燈。


轉折電流值的設定,與鉛酸電池的安時數有關,經驗值IOAh左右的電油為350mA左右,17Ah左右的電池為500--550mA左右,依次類推。


這個值要求也是嚴格的,設定大干經驗值,電池不宜充滿,但電油充足的時間會延長;設定值小于經驗值,電油夏天容易被充壞變形。建議調整充電器時,大干50mA為宜。


切記:用20Ah充電器充10Ah電池是可以的。反過來用IOAh充電器充20Ah電池是不可以的!


關于三個參數的測量,需要專門的儀器。僅用數字萬用表可以測試低恒壓值,在不接電池(空載)情況下,用萬用表直流電壓200V擋游充電器輸出值,讀值即低恒壓值。高恒壓值一般測不了,要在接電池充電情況下,紅燈轉綠燈一瞬間前,用萬用表直流電壓擋才可以測到。


還需要補充鉛酸蓄電池的負溫度系數的相關同題。溫度每升高1℃,每格端電壓下降4mV。一個48V車24格,假設夏天升高10℃,總端電壓下降近似1V。


如果充電器輸出仍然為前述穩壓值,電池就可能出現熱失控和失水。理想的充電器砬該有溫度補償,事實是絕大多數沒有。


有動手能力的讀者可以在夏天時將電壓調低些,冬天調高些。最簡單的方法,就是夏天在充電器輸出端的正極順薔串聯1~2只6A10二極管,冬天恢復原態。


2、鋰電充電器


鋰電池極板接受能力高于鉛酸電池,用IC電流充電也是可以的,可能是成本和可靠性的制約,目前與48V錘龜動車配套的充電器多數為2A的,只有36V鋰電動車配套的充電器才有5A的。以10Ah電池計算,5A也就是0.5c而已。


鋰電的電動車用戶充電和鋰電化成時充電相比簡單多了,就是恒流限壓充。限壓值=單心限壓值x電心串聯數。以現在常見的48V車用鑷酸鋰電屯、或者三元電心的14串居多,它們的限壓為4.2Vx14=58.8V;48V車用磷酸鐵錘電心的16串居多,限壓為3.65VX16=58.4V。早期36V車使用鉆酸褪電心或者錳酸鋰電心的10串居多,它們的眠壓為42Vx10=42V。


鋰電充電器內部同樣具有充電電流檢測和比較電路,充電指示燈同樣也可以是由紅變綠。


鋰電池充電器和鉛酸三段式充電器有一個重大的區別:


充電電流大于設定值時,僅僅令充電指示燈變為紅色,不改變輸出電壓;充電電流小于設定值時,令充電指示燈變為綠色,也不改變輸出電壓。這就是說,轉燈前后就一個電壓,即前面計算的限壓值。


因此,這個電流設定值應該稱之為“轉燈電流”比較確切,大約為0.02C。實測的幾款廠家配套的鋰電充電器,10Ah鋰電池組轉燈電流大約240mA一260mA。變綠燈后繼續充一段時間,充電電流才會接近零。而鉛酸電池紅變綠燈后,因為高恒壓變為低恒壓,充電電流很快就會接近零。


小結:鉛酸蓄電池受極板接受能力限制,充電電流限制在0.15C以下是合理的,兼顧了縮短充電時間。

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