电动车铅酸蓄电池充电的误区.doc

电动车铅酸蓄电池充电的误区 电动车铅酸蓄电池组充电时，有几个关键参数：最高充电电压、浮充电压、浮充转换电流、最大充电电流。它们应该是多少？如何制定？其中最主要的是最高充电电压，多少为好？与析气量、充入电容量和环境温度又是什么关系？对此众说不一，各电池生产厂家的要求也不一样。最高充电电压值相对误差范围是多少？我们不能脱离实际的工作对象，盲目制定出超常规的精度要求。我们接到某电动车售后服务部通知：充电器比规定电压高0.1V，电池因此热失控而充胀了；也接到通知说：电压比规定定低0.1V，电池欠充，提前报废。一个千分之几的误差造成如此严重后果，真是失之毫厘，谬之千里之外，铅酸蓄电池果真有这么神秘吗？为了解开困扰电动车充电中的这个谜团，做如下实验。 　　用一个水槽盛满水，电池放在水中，在电池上方有一个收集气体用的倒扣的漏斗，漏斗顶端装有可以计量气体容量的注射针筒。充电用可调稳压电源，用两只四位半数字万用表测量充电电流和充电电压。 试验时间是在冬季，水温5℃。实验条件是统一用2A电流充电，最充电电压分别用43V、44V、45V轮循环依次进行，浮充转换电流一律400mA，记录下每次的充电时间，包括充电末期随时间电流下降各点数据、开始析气电压，按时间记录析气量。电池充完后，用万分之几精度的电量台记录放电容量。充入电量是在计算纸上读出时间电流曲线与坐标之间的面积（电容量就是充电电流对时间的定积分）。数据见下表： 得到试验数据后，最感到惊异的是：充入电量的多少几乎与充电电压无关。很多人认为充电电压低电池会充不满，电池会提前盐化报废，特别是在冬季气温较低的时候。而这次试验正好是在冬季，水温只有5℃，试验的中心电压值是44V，上下偏差1V，相对误差是2.3%。在用43V和45V充电的情况下，充入电量和放出电量相差无几，与大家公认的看法大相径庭，试验是用的同一组电池，同样的充、放电条件，轮番做同样的测试，实验数据重复同样的规律，可排除偶然因素干扰，试验数据是准确可信的。从电池充电原理上看，只要充电源电压高于电池端电压，都会给电池充电，一直到电池中的活性物质转换完成。充电最高电压，也就是充电电源开始由恒流区转变到恒压区，这种转变是由电池自身充入电量多少、活性物质反应了多少决定的，充电电压的高低，仅是能进行电化学反应的条件，只要高于电池开路电压就会给电池充电，多少物质能参与反应由电池自身决定。从这个思路理解，就不难得出，充电电压高低对电池容量没有多大影响。 从上图表可以看出，电池在42.5V～43.5V时开始析气,而析气的速度与充电电压有关。到充电结束时，总析气量与充电最高电压有关，43V与45V总析气量相差10位（注：以单格允许极限失水10克，18格相当240公升气体，该电池45V时失水并不大）。 在充电末期电流下降区时，只要降低电压到42.5V时，析气立即停止，这时充电电流稍小一点，还会依着原来的规律下降。 　　这里对浮充电压、浮充电流讨论一下。对于长期处于浮充状态下的铅酸电池组，如后备电源上用的等，对浮充电压要求是严格的。据国处文献，浮充电压有-0.2%温度系数，浮充电压偏差太大会造成电池盐化。而电动车用的电池属循环使用，不是处于这种状态，不应该用套用浮充状态使用的条件，充电器设定浮充的目的仅是免于充电末期大量析气失水，只要把电压降到析气点电压以下，但也不能低于电池端电压而停止向电池充电。前面说过，在浮充电压下，充电电流的走势基本还是依着原曲线下降，一般还补足5%的容量。所以浮充电压应在的范围是低于析气电压（42.5V），高于电池充足电以后的开路端电压（约40V）。 　　浮充转换电流，只不过是选择在充电末期电池活性物质反应接近尾声，充电电流自动下降到某一点时，切换浮充电压的记号，不少人以为浮充电流高了电池会充不满是概念不清，充电电压只要高于电池端电压，都会对电池充电，只不过有用户看到指示灯红转绿后提前去用电池，这种情况是不多的，一般都是夜间充电，到早晨绿灯已亮了多时。有的厂家使用说明书上提醒用户，在转绿灯后继续充电2小时，是很好很正确的。所以没有必要刻意去追求浮充转换点的高低，一般新电池末期电流约为50mA，失水以后，酸比增高，那时可达500 mA以上。从析气速率与电压的关系上来看（上图），早点脱离析气区为好，一方面，一方面可以减少析气量，另一方面，电池用了一段时间，末期电流增高，但还能低于我们设定的转换点电流，否则电池一直在最高电压充电下，大量失水，引发热控，充胀充坏电池。有人固执地强调，浮充转换点高电池会欠充，前面已讨论过，切换到浮充电压后，不是停止充电了，还会继续对电池充电的，转换电流适当高一点有利于避免过分失水和热失控。 　　至于充电电流的大小设定，先看一下电池制造厂家对10Ah（12Ah）吸附式小型密封电池对充电时的技术要求，通常