充電器的分類:
用有、無工頻(50赫茲)變壓器區(qū)分,可分為兩大類。貨運(yùn)三輪充電器一般使用帶工頻變壓器的充電機(jī),體積大、重量大,費(fèi)電,但是可靠,便宜;電動(dòng)自行車和電摩則使用所謂開關(guān)電源式充電器,省電,效率高,但是易壞。
開關(guān)電源式充電器的正確操作是:充電時(shí),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(shí)先拔電池插頭,特別是充電電流大(紅燈)時(shí),非常容易損壞充電器。
常用的開關(guān)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(fù)脈沖的充電器;單激式成本低,市場占有率高。
關(guān)于負(fù)脈沖充電器
鉛酸電池已經(jīng)有100多年的歷史了,開始全球普遍沿引老的觀點(diǎn)和操作規(guī)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(shí)對(duì)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(jù)麥斯先生的三定律制作成功了多種品牌的快速充電機(jī)。充電循環(huán)過程是:大電流脈沖充電→切斷充電通路→對(duì)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(dòng)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(jìn)行放電。短路時(shí)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(nèi)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(shí)間短促,可以保護(hù)充電器的電源轉(zhuǎn)換部分。如果把充電電流方向叫正,放電自然為負(fù)了,電動(dòng)車業(yè)就出現(xiàn)了名詞“負(fù)脈沖充電器”,而且稱可以延長電池壽命等等。
關(guān)于三段式充電器
近幾年,電動(dòng)車普遍使用了所謂三段式充電器,第一個(gè)階段叫恒流階段,第二個(gè)階段叫恒壓階段,第三個(gè)階段叫涓流階段。從電子技術(shù)角度針對(duì)電池而言:第一個(gè)階段叫充電限流階段,第二個(gè)階段叫高恒壓階段,第三個(gè)階段叫低恒壓階段比較貼切。第二階段和第三階段轉(zhuǎn)換時(shí),面板指示燈相應(yīng)變換,大多數(shù)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(zhuǎn)換是由充電電流決定的,大于某電流進(jìn)入第一第二階段,小于某電流進(jìn)入第三階段。這個(gè)電流叫轉(zhuǎn)換電流,也叫轉(zhuǎn)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(shí)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(gè)穩(wěn)定電壓值,44.2V左右,對(duì)當(dāng)時(shí)的高比重硫酸的電池還湊合。
關(guān)于三段式充電器的三個(gè)關(guān)鍵參數(shù)
第一個(gè)重要參數(shù)是涓流階段的低恒壓值,第二個(gè)重要參數(shù)是第二階段的高恒壓值,第三個(gè)重要參數(shù)是轉(zhuǎn)換電流。這三個(gè)重要參數(shù)與電池?cái)?shù)目有關(guān),與電池的容量Ah有關(guān),與溫度有關(guān),與電池種類有關(guān)。為了方便大家記憶,下面以最常見的電動(dòng)自行車(三塊12V串聯(lián)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(fā)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(diǎn)兒。這個(gè)參數(shù)是相對(duì)嚴(yán)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(jié)果使電池發(fā)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(zhuǎn)換。這個(gè)值雖然沒有第一個(gè)值那樣嚴(yán)格,但是也不要過高。
最后討論轉(zhuǎn)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(fā)熱變形,但不利于電池快速充足電;此值低(對(duì)外行)有利于充足電,但是由于較長時(shí)間高電壓充電,容易使電池失水,使電池發(fā)熱變形。特別個(gè)別電池出現(xiàn)問題時(shí),充電電流降不到轉(zhuǎn)折電流以下時(shí),會(huì)連累好電池也被充壞。給出的參考值有一定范圍,正負(fù)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(xiàn)了很多高恒壓值為46.5V、低恒壓值為41.5V、轉(zhuǎn)折電流大于500毫安的反激式廉價(jià)充電器。
如果是四塊12V電池的充電器即48V充電器,前兩個(gè)參數(shù)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(gè)參數(shù)電流值適當(dāng)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(zhì)軟化脫落
過充電修復(fù)。如果不太計(jì)較電池壽命,采用這種修復(fù)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(rèn)的。但是對(duì)電池壽命可能有傷害,本網(wǎng)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(zhuǎn)換,完成電池容量的提升,在修復(fù)中采用這種措施容易形成不可恢復(fù)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(fù)。
筆者根據(jù)自己的實(shí)踐認(rèn)為,好的過放、過充電修復(fù),只要嚴(yán)格限制電流和時(shí)間,參考極板制造時(shí)類似化成的做法,的確有很好的結(jié)果。關(guān)鍵是判斷,不是千篇一律,統(tǒng)統(tǒng)進(jìn)行反充。舉一個(gè)前幾天的實(shí)例吧,我到網(wǎng)友老三的店里串門,正好剛換下一組電摩的4只17Ah電池,準(zhǔn)備(120元)賣給收舊電池的,我告訴他們不要賣,應(yīng)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(chǎn)的,但不是天能的。因?yàn)槭莿倱Q下的,就沒有作其他測試和充電。開路電壓依次為:1號(hào)13.42V;2號(hào)13.36V;3號(hào)13.18.V;4號(hào)12.4V。很明顯,缺水。開蓋,給前三只每格加6再+4毫升,4號(hào)加6再+2毫升,靜止兩小時(shí)開始充電,開始10A,2分鐘后改為3A,半小時(shí)后改為階梯,陸續(xù)開始產(chǎn)汽,1-3號(hào)各格產(chǎn)汽比較一致,4號(hào)有5個(gè)格號(hào)產(chǎn)汽先后比較一致,它們產(chǎn)汽后,靠近陽極的格仍不大量產(chǎn)生汽。停止充電,檢測容量,1-3號(hào)接近新品,4號(hào)只有1.5Ah。1-3號(hào)每格又加4毫升水,并用階梯充到所有格析汽;單獨(dú)充4號(hào)1小時(shí)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(xù)用5A放電,保持8.15V左右可到1小時(shí),停止檢查。為什么停止呢,結(jié)論有了:靠近陽極那個(gè)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(jīng)大大低于1.7V了)具有不到1.5Ah的證明;繼續(xù)5A放電,壞格降到0V,其余5個(gè)好格(10V)對(duì)壞格進(jìn)行反充電,壞格反向充到將近2V時(shí)穩(wěn)定時(shí)間長,電池端電壓為5個(gè)好格電壓的和減去壞格反極電壓,即10-2=8V。不必要再繼續(xù)了,否則對(duì)5個(gè)好格也有損壞。告訴大家如何判斷那個(gè)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(gè)格為壞格,本例5個(gè)格析汽,靠近陽極的格不析汽,應(yīng)首先檢測它,檢測結(jié)果證實(shí)。該壞格壞了了,并且是部分脫落。單獨(dú)處理該格,使其容量到了10Ah。至此維修完成,容量1-3號(hào)接近新的,4號(hào)10Ah(其中5個(gè)好格的容量和1-3號(hào)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(gè)不開蓋檢查是否硫化的方法:用可調(diào)恒流源調(diào)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(yán)重的偏離值大),并且隨充電時(shí)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(jīng)驗(yàn),而一般書籍僅僅講,發(fā)熱,析汽早,容量小等等。我曾經(jīng)先后給幾位到家造訪的業(yè)內(nèi)大學(xué)生當(dāng)場演示過判斷方法,分別比較了幾個(gè)硫化程度不同的鉛蓄電池??烧{(diào)恒流源是我1978年設(shè)計(jì)的“新星多功能充電器”, 曾經(jīng)編入我寫的《黑白電視機(jī)裝修教材》的附錄,當(dāng)時(shí)是36V變壓器,分立元件線性的,后來又改進(jìn)成集成電路線性的和電子開關(guān)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(shí)具備兩條:1,12V電瓶開路電壓大于13.2V。2,容量小。這些小學(xué)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(guān),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(xué)反應(yīng)的物質(zhì)少了,容量下降。后面對(duì)條件還有解釋:上述值指電動(dòng)車12V電池充電以后過半小時(shí)的開路電壓,如果是汽車電瓶,值要低一些,即使是電動(dòng)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(biāo)準(zhǔn),但容量不大的,一般是5格缺水,1個(gè)格部分脫落
不可修復(fù)的標(biāo)準(zhǔn)
不可修復(fù)的標(biāo)準(zhǔn):(正常使用,硫酸鉛化的) 1、外觀變形,破裂,漏液的現(xiàn)象不可修復(fù) 2、內(nèi)部擊穿,機(jī)械損壞或過充電極板變碳黑不可修復(fù);表現(xiàn)特征:充電時(shí)電壓很快升高,放置一段時(shí)間自然下降很多。 3、CEL不良,單格損壞,內(nèi)部自然放電。(如是可拆除電瓶叉車可單格更換再修復(fù))