鉛酸蓄電池和鋰電池的充電器通用嗎
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(de)電(dian)動車用充電(dian)器(qi)主要是(shi)開關電(dian)源式的(de),具(ju)有節電(dian)、體積小、重量輕,技術成(cheng)熟(shu)等(deng)優(you)點(dian)。只有鉛酸(suan)電(dian)池(chi)的(de)貨運(yun)三(san)輪車,還使用工頻變壓器(qi)式充電(dian)器(qi),簡單、可靠、便宜,對使用環境要求(qiu)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(diao)制(zhi)芯片TIA94為核心的半橋(qiao)式和以脈寬調制芯片UC3842為(wei)核心的(de)(de)反(fan)激式兩(liang)類(lei)。后者(zhe)因成本低(di),逐周(zhou)期(qi)保護的(de)(de)優勢,占據著(zhu)市場的(de)(de)90%以(yi)上。后面的(de)具(ju)體(ti)電路,都是以(yi)這(zhe)兩類典型電路進行(xing)具(ju)體(ti)分析。
1、鉛酸充電器三段式充電器
近百年了(le),經典的(de)普通鉛酸(suan)充電器為0.1C充(chong)J2-14小時(shi),對電(dian)池(chi)十分有(you)益。現在的人們(men)生(sheng)活工作節(jie)奏(zou)加快,電(dian)動車充電(dian)器(qi)改為0.15C-0.2C充6-8小(xiao)時了。
所(suo)謂三階(jie)段指恒流(liu)、恒壓(ya)、渦(wo)流(liu)。發光二極管為紅色表示(shi)處(chu)于恒流(liu)或恒壓(ya)階(jie)段,變為綠色表示(shi)處(chu)于涓(juan)流(liu)階(jie)段。通(tong)常,變綠燈后再充數小時,電池才能真正吃飽(bao)。
(1)三段(duan)式(shi)充電器三個重要參數
A、高恒壓(ya)懂為單(dan)格析氫電壓(ya)2.42V乘以(yi)電池組單格數,36V充(chong)電器為2.42Vx18格(ge)≈43.56V,48V充電器為242Vx24格≈58.08V。
這個電(dian)壓(ya)稍高些(xie)是可以的,有利于(yu)恒流時間(jian)(jian)長(chang),縮(suo)短充電(dian)時間(jian)(jian):低了會延長(chang)電(dian)油吃飽的時間(jian)(jian)。
三段式充(chong)電器實質是一臺具(ju)有兩個(ge)輸出電壓(ya)值的穩壓(ya)電源,此信就是那個(ge)高的輸出值。
B、低(di)恒(heng)壓(ya)值為單格析氯電(dian)壓(ya)2.35V乘以(yi)電(dian)池組(zu)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(ci)值就是穩(wen)壓電源那個低的(de)輸出值。
C、轉(zhuan)折電流(也是(shi)轉燈(deng)電(dian)流(liu))。充(chong)電(dian)器內部有個(ge)充(chong)電(dian)電(dian)流(liu)實時檢測器,并和一個(ge)預定的所謂(wei)“轉折電(dian)流(liu)”
值(zhi)進行比較,用于控(kong)制(zhi)穩壓電源的(de)輸(shu)出(chu)值(zhi)的(de)高低:
充電(dian)電(dian)流大(da)干該值(zhi),自動將(jiang)控制電(dian)路(lu)轉到輸出高恒(heng)壓(ya)值(zhi),同(tong)時置為(wei)紅(hong)燈提示:充電(dian)電(dian)流小于(yu)轉折電(dian)流值(zhi)轉到輸出低恒(heng)壓(ya)值(zhi),并置為(wei)綠(lv)燈。
轉折電流值的設定,與鉛酸(suan)電(dian)池的(de)安時數有關,經驗值(zhi)IOAh左(zuo)右的電油為350mA左右,17Ah左(zuo)右的(de)電池為500--550mA左右,依次類推。
這個值(zhi)(zhi)要求也是嚴格(ge)的,設定大干經(jing)驗值(zhi)(zhi),電池不(bu)宜充(chong)滿,但電油充(chong)足的時(shi)間會延長;設定值(zhi)(zhi)小于經(jing)驗值(zhi)(zhi),電油夏天容易(yi)被充(chong)壞變形。建議調(diao)整充(chong)電器時(shi),大干50mA為(wei)宜。
切記:用20Ah充電器充10Ah電池(chi)是可(ke)以(yi)的。反過來(lai)用(yong)IOAh充(chong)電器充(chong)20Ah電池是(shi)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(chong)電器輸出值,讀值即低恒壓(ya)值。高恒壓(ya)值一般測不了,要在接電池充(chong)電情況下(xia),紅燈轉綠燈一瞬間前,用萬(wan)用表直(zhi)流電壓(ya)擋才可以測到(dao)。
還(huan)需(xu)要補充鉛(qian)酸蓄電(dian)池的(de)負溫度系數的(de)相關同題(ti)。溫度每升高1℃,每格端電壓(ya)下降4mV。一個48V車24格,假設夏天升(sheng)高10℃,總端電壓下(xia)降近似(si)1V。
如果充電器輸出仍然為前述穩(wen)壓值,電池就可能(neng)出現(xian)熱失控和失水(shui)。理想的充電器砬該有(you)溫度補償,事實是(shi)絕大(da)多數沒有(you)。
有動手能力的讀者(zhe)可以在夏天(tian)時將電壓調(diao)低些(xie),冬天(tian)調(diao)高些(xie)。最簡單的方(fang)法,就是(shi)夏天(tian)在充電器(qi)輸出端的正(zheng)極順(shun)薔串(chuan)聯1~2只(zhi)6A10二極(ji)管,冬天恢復原態。
2、鋰電充電器
鋰(li)電池極板接(jie)受(shou)能力高于鉛酸(suan)電池,用IC電(dian)(dian)流(liu)充電(dian)(dian)也是(shi)可(ke)以的(de),可(ke)能是(shi)成本(ben)和可(ke)靠(kao)性的(de)制約,目前與48V錘(chui)龜(gui)動車配套(tao)的充電(dian)器(qi)多數為2A的,只有(you)36V鋰(li)電(dian)動車配套的(de)充(chong)電(dian)器才有5A的。以10Ah電池計算,5A也就(jiu)是0.5c而已。
鋰電(dian)(dian)的電(dian)(dian)動(dong)車用戶充電(dian)(dian)和(he)鋰電(dian)(dian)化成時充電(dian)(dian)相比(bi)簡單多了(le),就是(shi)恒(heng)流(liu)限壓(ya)充。限壓(ya)值=單(dan)心限(xian)壓值(zhi)x電心串(chuan)聯數。以現在常見的(de)48V車(che)用鑷(nie)酸鋰電屯、或(huo)者三元(yuan)電心的14串居多,它們的限壓為4.2Vx14=58.8V;48V車用磷酸鐵(tie)錘電心的16串居多,限壓為3.65VX16=58.4V。早期36V車使(shi)用鉆(zhan)酸褪(tun)電心或者錳酸鋰(li)電心的10串(chuan)居多,它們的眠壓(ya)為42Vx10=42V。
鋰電充電器內部同樣(yang)具有充電(dian)電(dian)流檢測和比較電(dian)路,充電(dian)指(zhi)示燈同樣(yang)也可以是由(you)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(dian)電(dian)流大(da)于設(she)定值時(shi),僅(jin)僅(jin)令(ling)充電(dian)指(zhi)(zhi)示燈變為紅色,不改變輸(shu)出電(dian)壓(ya)(ya);充電(dian)電(dian)流小于設(she)定值時(shi),令(ling)充電(dian)指(zhi)(zhi)示燈變為綠色,也不改變輸(shu)出電(dian)壓(ya)(ya)。這就(jiu)是(shi)說(shuo),轉燈前(qian)后就(jiu)一個電(dian)壓(ya)(ya),即前(qian)面計算的限壓(ya)(ya)值。
因此,這個電流設定值應(ying)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(dian)(dian)充電(dian)(dian)器,10Ah鋰電池組轉(zhuan)燈電流(liu)大約240mA一260mA。變(bian)綠(lv)燈(deng)后繼續充一段時間,充電電流才會(hui)接近零。而鉛(qian)酸(suan)電池(chi)紅變(bian)綠(lv)燈(deng)后,因為(wei)高恒壓變(bian)為(wei)低恒壓,充電電流很快就會(hui)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。