如何使鉛酸蓄電池達到理論壽命
發布時間:2012-12-15 責任編輯:Lynnjiao
【導讀】盡(jin)管(guan)今(jin)天(tian)鉛(qian)酸(suan)蓄(xu)電(dian)池(chi)在(zai)結(jie)構(gou)設(she)計(ji)與(yu)使(shi)用(yong)原(yuan)材(cai)料(liao)方(fang)麵(mian)比(bi)過(guo)去(qu)有(you)了(le)很(hen)大(da)的(de)改(gai)進(jin),性(xing)能(neng)有(you)了(le)相(xiang)當(dang)大(da)的(de)提(ti)高(gao),許(xu)多(duo)設(she)計(ji)和(he)用(yong)料(liao)精(jing)良(liang)的(de)免(mian)維(wei)護(hu)鉛(qian)酸(suan)蓄(xu)電(dian)池(chi)浮(fu)充(chong)使(shi)用(yong)的(de)理(li)論(lun)壽(shou)命(ming)為(wei)15~20年以上,但真正能在使用中達到如此壽命的電池恐怕是少之又少。
拿汽車與摩托車廣泛使用的幹荷電少維護起動用鉛酸蓄電池來說,設計使用壽命為4~5年以上,通過調查發現,很少能達到以上水平,大部份幾個月至一年就夭折了,究其原因,我們認為有以下幾點:
1)充電設備的設計不夠完善,使用也不方便。
2)鉛酸蓄電池放電後得不到及時的補充充電,特別是過放電對電池造成致命之傷。
3)少數廠家的產品質量低劣,以次充好。
以上原因,我們認為2)、3)從技術上講是比較容易預防和做好的,唯1)牽涉比較難以解決的技術問題,下麵著重談談這方麵存在的問題。
蓄電池的充電技術要求
廠家提供的鉛酸蓄電池保證使用壽命的技術指標是在環境溫度為25℃下給出的。由於單體鉛酸蓄電池電壓具有溫度每上升1℃下降約4mv的特性,那麼一個由6個單體電池串聯組成的12V蓄電池,25℃時的浮充電壓為13.5V;當環境溫度降為0℃時,浮充電壓應為14.1V;當環境溫度升至40℃時,浮充電壓應為13.14V。同時鉛酸蓄電池還有一個特性,當環境溫度一定,充電電壓比要求的電壓高100mv,充電電流將增大數倍,因此,將導致電池的熱失控和過充損壞。當充電電壓比要求電壓低100mv時,又將使電池充電不足,也會導致電池損壞。另外鉛酸蓄電池的容量也和溫度有關,大約是溫度每降低1℃,容量將下降1%,所以廠家要求鉛酸蓄電池的使用者在夏天電池放出額定容量的50%後,冬天放出25%後就應及時充電。
顯然,日常使用中的鉛酸蓄電池不可能長期處在25℃的環境中,一日中尚有早、中、晚的溫差變化,更何況一年中還有春、夏、秋、冬四季更大的溫差,因此目前市麵上普遍使用的各種晶閘管整流型、變壓器降壓整流型、以及一般的開關穩壓電源型的鉛酸蓄電池充電器,以yi恒heng壓ya或huo恒heng流liu方fang式shi對dui電dian池chi進jin行xing的de充chong電dian,是shi無wu法fa達da到dao鉛qian酸suan蓄xu電dian池chi補bu充chong充chong電dian所suo需xu要yao滿man足zu的de嚴yan格ge技ji術shu要yao求qiu的de。縱zong觀guan過guo去qu所suo采cai用yong的de這zhe些xie對dui鉛qian酸suan蓄xu電dian池chi充chong電dian的de方fang法fa,以yi及ji根gen據ju這zhe些xie方fang法fa開kai發fa的de鉛qian酸suan蓄xu電dian池chi充chong電dian器qi,我wo們men不bu難nan看kan出chu,其qi技ji術shu是shi不bu夠gou完wan善shan的de,用yong這zhe些xie產chan品pin給gei鉛qian酸suan蓄xu電dian池chi充chong電dian,勢shi必bi直zhi接jie影ying響xiang鉛qian酸suan蓄xu電dian池chi的de使shi用yong壽shou命ming,同tong時shi這zhe些xie充chong電dian器qi還hai存cun在zai著zhe工gong作zuo電dian壓ya適shi應ying範fan圍wei窄zhai、體積大、效率低、安全係數差等問題。

圖題:自然平衡充電原理簡示圖
自然平衡充電器
針(zhen)對(dui)以(yi)上(shang)鉛(qian)酸(suan)蓄(xu)電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)存(cun)在(zai)的(de)普(pu)遍(bian)問(wen)題(ti),長(chang)沙(sha)宇(yu)恒(heng)電(dian)子(zi)有(you)限(xian)公(gong)司(si)對(dui)鉛(qian)酸(suan)蓄(xu)電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)器(qi)進(jin)行(xing)了(le)長(chang)時(shi)間(jian)的(de)深(shen)入(ru)研(yan)究(jiu),以(yi)自(zi)己(ji)獨(du)特(te)的(de)方(fang)法(fa)和(he)巧(qiao)妙(miao)的(de)設(she)計(ji),生(sheng)產(chan)出(chu)新(xin)的(de)充(chong)電(dian)器(qi)係(xi)列(lie)產(chan)品(pin),解(jie)決(jue)了(le)鉛(qian)酸(suan)蓄(xu)電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)存(cun)在(zai)的(de)複(fu)雜(za)技(ji)術(shu)問(wen)題(ti),通(tong)過(guo)多(duo)年(nian)實(shi)驗(yan)證(zheng)實(shi),大(da)大(da)提(ti)高(gao)了(le)鉛(qian)酸(suan)蓄(xu)電(dian)池(chi)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)。
現在簡要介紹一下蓄電池充電新法——自然平衡充電法。 何為蓄電池充電的自然平衡法?請看圖所示蓄電池充電的連接簡圖。
圖中有二個電源EA、EB,當電源EA與電源EB處在同一環境溫度下,正極和正極相連接,負極與負極相連接,在它們所形成的閉合電路中,存在著如下的關係,如果EA高出EB,EA將向EB提供EA-EB=ΔE的電壓,同時將按ΔE的大小,提供一Δi電流向電源EB流通和灌注,當EB吸收EA提供的Δi電流,使EB上升到完全等於EA時(在蓄電池中表現為,蓄電池端電壓的上升和電荷存儲量的增加),電源EA將停止向電源EB提供電流,也就是EA=EB,ΔE=0,Δi=0。
在上麵描述中,我們把EB換成被充電的蓄電池,算出在不同放電深度與環境溫度下,蓄電池對應的電壓。將EA精心設計成不同環境溫度下,能按蓄電池充電平衡需要,自動調節輸出電壓和電流的電源,與之對應連接。完全理想化的情況下,電源EA能根據蓄電池在任一環境溫度下,能夠接受的電流,對電池進行充電,電池充足電後,ΔE=0,Δi=0,EA電源將不再消耗功率,此後,EA隻隨環境溫度的變化,對被充蓄電池提供跟蹤平衡補償,由於蓄電池充電的整個過程完全是自動完成的,所以我們稱之為自然平衡法。
此方法完全理想化的情況是:蓄電池在充足電後,EA與被充電的蓄電池EB之間的電壓差ΔE=0,自然也就Δi=0,由於EA無功率供給蓄電池(EB),所(suo)以(yi)蓄(xu)電(dian)池(chi)電(dian)解(jie)液(ye)不(bu)可(ke)能(neng)產(chan)生(sheng)沸(fei)騰(teng),也(ye)不(bu)可(ke)能(neng)使(shi)蓄(xu)電(dian)池(chi)內(nei)電(dian)解(jie)液(ye)中(zhong)的(de)水(shui)分(fen)解(jie),更(geng)不(bu)可(ke)能(neng)使(shi)蓄(xu)電(dian)池(chi)內(nei)的(de)壓(ya)力(li)和(he)溫(wen)度(du)升(sheng)高(gao),產(chan)生(sheng)安(an)全(quan)隱(yin)患(huan)。因(yin)此(ci),該(gai)方(fang)法(fa)提(ti)供(gong)給(gei)蓄(xu)電(dian)池(chi)的(de)是(shi)既(ji)不(bu)會(hui)使(shi)蓄(xu)電(dian)池(chi)過(guo)充(chong)電(dian),也(ye)不(bu)會(hui)使(shi)蓄(xu)電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)不(bu)足(zu),而(er)是(shi)更(geng)方(fang)便(bian),更(geng)安(an)全(quan),更(geng)可(ke)靠(kao)的(de)充(chong)電(dian)。
從cong上shang麵mian的de分fen析xi中zhong,我wo們men不bu難nan看kan出chu,該gai方fang法fa特te別bie適shi合he免mian維wei護hu與yu少shao維wei護hu鉛qian酸suan蓄xu電dian池chi的de維wei護hu性xing充chong電dian,更geng能neng適shi應ying那na些xie間jian歇xie性xing放fang電dian使shi用yong的de蓄xu電dian池chi日ri常chang維wei護hu充chong電dian,有you利li於yu提ti高gao蓄xu電dian池chi日ri常chang使shi用yong中zhong的de可ke靠kao性xing,提ti高gao蓄xu電dian池chi的de使shi用yong壽shou命ming。
最後介紹一下按自然平衡充電法研製的一款適用於摩托車12V鉛酸蓄電池用智能充電器的主要技術指標:
1)可充電池12V4~10Ah;
2)適應輸入電源為交流100~240V,直流120~370V;
3)重量≤100g;體積60mm×35mm×30mm;
4)適用環境溫度-10~45℃。
影響鉛酸蓄電池使用壽命的原因不外乎兩個方麵:
1)鉛酸蓄電池在環境溫度變化時對其充電設備有苛刻要求。由於過去的充電設備在設計上的缺陷,因此影響了蓄電池的正常使用壽命。
2)鉛酸蓄電池放電後,由於過去充電設備的使用不方便,致使用戶不能及時給電池補充電,其造成的傷害是使電池的壽命大為縮短。
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