铅酸蓄电池由几只12V的单体串联,通常采用【储电 恒压 浮充】三段式充电,新电池单体储电位和内阻存在差别,充放电次数增加,单体物理参数和物质含量的差别发生变化
恒流储电模式:单体充电电压,失水量,内阻和温升的差别变化大;单体PbSO4含量和H2SO4浓度的差别变化大;最低电压小于14.45V充电不足,PbSO4含量高逐步硫化,最高电压大于14.85V过度充电,H2SO4浓度高内阻上升快;硫化和内阻上升快共存,蓄电池容量下降快使用寿命短;恒压期逐步延长充电安全难保障
恒功率储电模式:单体充电电压,失水量,内阻和温升的差别变化小;单体PbSO4含量和H2SO4浓度的差别变化小;最低电压大于14.55V充电足零硫化,最高电压小于14.90V过充电少内阻上升慢;零硫化内阻上升慢,蓄电池容量下降慢使用寿命长;恒压期电流正常下降充电安全有保障
1)铅酸蓄电池充放电过程分析说明
蓄电池主要物质:硫酸铅PbSO4,水H2O,氧气铅PbO2,硫酸H2SO4,铅Pb
物理参数:电流I,电压U,内阻R,储电位{电动势}E,温升和析气电压Ux
储电量=充电量∫IUdt-析气功耗-内阻损耗,析气功耗=∫I²(U-Ux)dt ,内阻损耗=∫I²Rdt
放电量=储电量-内阻损耗,放电电压U=E-IR,内阻大温升高放电量少,内阻小放电量多
能量损耗转化为热能,电池温度上升的后果:储电位下降,内阻上升,析气电压下降
充电电压U=E IR:储电期电压主动上升,前期上升慢,后期上升快,内阻越大上升越快
转恒压E=n×14.5–IR:电流小内阻分压低储电位高,储电时间长储电量多;电流大储电量少
恒压期电压被动升降:储电位高上升多,温升高上升多;反之电压上升少或者反而下降
恒压期电流 ={n×14.7–E}/R,硫化导致储电位下降多内阻上升少,电流下降慢恒压时间长
2)恒流充电单体物理参数和物质含量变化
6020充电器参数:储电电流3.0A➡️3.0A,转恒压电压72.5V,恒压期电压73.5V
转恒压时储电位E=72.5-IR,内阻分压3R高,储电位低,储电期时间短,恒压期时间长
新电池的单体储电位和内阻先天存在差别,假设1#储电位高内阻大;5#储电位低内阻小
放电过程:1#内阻大温升高,放电量少放电后储电位高,5#放电量多放电后储电位低
储电后期电流大恒压时间长:1#充电电压大于14.80V储电量多,析气功耗大失水量多
储电期时间短:5#电压上升量少,充电电压小于14.50V储电量少,析气功耗小失水量少
新电池:1#储电多放电少;5#储电少放电多;单体PbSO4含量和储电位的差别变化大
充放电次数增加:1#电压上升,失水量上升,H2SO4浓度上升,内阻上升,温升上升
5#电压下降,失水量下降,内阻和温升变化小,PbSO4含量提高形成硫酸铅晶体硫化
5#单体:硫化加深,储电能力下降,储电量减少;恒压期电压下降充电电压小于14.40V
1#单体:内阻上升到一定数值后储电量下降,恒压期电压上升更多充电电压大于14.90V
单体硫化和内阻上升导致储电位下降,硫化和内阻大共存,蓄电池容量下降快使用寿命短
恒压期电流={73.5-E}/R,新电池储电位上升快内阻下降慢,电流下降快充电器正常转灯
硫化单体储电位下降多内阻上升少,恒压期电流下降慢,充电时间延长,充电安全难保障
3)恒功率充电单体物理参数和物质含量变化
6020充电器参数:储电电流3.2A➡️2.6A,转恒压电压72.5V,恒压期电压73.5V
转恒压时储电位E=72.5-IR,内阻分压2.6R低,储电位高,储电期时间长,恒压期时间短
新电池的单体储电位和内阻先天存在差别,假设1#储电位高内阻大,5#储电位低内阻小
放电过程:1#内阻大温升高,放电量少放电后储电位高,5#放电量多放电后储电位低
储电后期电流小恒压时间短:1#充电电压小于14.90V储电量少,析气功耗大失水量多
储电期时间长:5#电压上升量多,充电电压大于14.55V储电量多,析气功耗小失水量少
新电池:1#储电少放电少;5#储电多放电多;单体PbSO4含量和储电位的差别变化小
充放电次数增加:1#电压变化小,失水比较多,H2SO4浓度和内阻上升快,温升变化小
5#电压大于14.55V零硫化,失水比较少,H2SO4浓度上升慢,内阻上升慢,温升变化小
5#单体:零硫化内阻上升慢,储电量缓慢减少;恒压期电压上升多充电电压大于14.55V
1#单体:内阻上升比较快,储电量下降比较快,恒压期电压上升少充电电压小于14.90V
储电位下降不受硫化影响,内阻上升慢储电位缓慢下降,蓄电池的容量下降慢使用寿命长
恒压期电流={73.5-E}/R,新电池储电位上升快内阻下降慢,电流下降快充电器正常转灯
零硫化储电位下降正比于内阻上升,恒压期逐步缩短,电流正常下降,充电安全有保障
4)铅酸蓄电池使用寿命影响因素
蓄电池的使用寿命取决于耗电量,硫化速度和内阻上升速度
蓄电池重量轻;极板薄内阻大储电量少,内阻上升快使用寿命短
电动车性能差:产生附加电流导致耗电量增加,蓄电池寿命缩短
电动车行驶速度快,负载大和路况差,耗电量增加蓄电池寿命缩短
热车充电内阻上升快,用完才充电硫化速度快,蓄电池寿命缩短
储电方法影响蓄电池寿命:恒流模式寿命短,恒功率模式寿命长
5)恒功率充电器实体店
单体重量13.5斤的60V22ah铅酸蓄电池,恒功率充电器充电,行驶时速30公里,新电池续航接近70公里,行驶里程20000公里
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