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行业资讯

电动车电池充电技术现状与发展

发布:2014-02-09 来源:http://wjyahua.com 分类:行业资讯

现阶段,电动车主流电池还是已经发展了几十年,相对技术比较成熟的铅酸电池,由于电动车电池所必需面对的深循环、多循环、高电压充电、大电流放电、贫(少)液、高浓度电解液、难维护等特殊性,使其易产生失水、硫化、软化、热失控(充鼓)、难均衡等失效现象,严重的限制了蓄电池的使用期限,频繁使用难有顺利超过包用期(一年)的。

  充电技术

  “电池不是用坏的,而是充坏的”,的确不当的充电方式将严重影响电池的使用期限,而对于使蓄电池重新获得能量的充电器,就我国国情,可以说,在上世纪九十年代之前大部分使用的还是无控制、无保护的工频变压器降压加整流这样简简单单所谓的充电器,使用时往往需人员值守,人工调节充电参数,否则大有充坏电池的可能。到了九十年代,随着电子技术的迅猛发展,特别是电动车行业的发展,结合成本等因素用开关电源及电子自动控制的充电器也迅速普及于民用,相继推出了恒流、限压的二段式和恒流、限压、涓流(保压)的三段式充电器。现在普遍使用的也就这三段式了。经过这些年的使用,普通三段式所存在的不足越来越被行业人员所察觉,它虽然有所说的智能控制,只是对于充电时的电压、电流的控制而忽略了对电池充电无比重要的脉动成分和温度特征,对付电动车电池的特征参数离散、串联格数多、温度影响大等特殊性,其“智能控制”也成为了“呆板作为”。在它控制下的蓄电池或多或少的存在过充、欠充、失水、硫化、失衡、热失控等结症。那么,有无更好的充电模式呢?目前呼声最高的莫过于脉冲充电技术。 

 

  脉冲充电

  据不完全统计脉冲充电分为:负脉冲、正脉冲、正负脉冲,也可以分为低频、高频和变频(扫频)等。

  负脉冲:即在充电时,间断的对电池脉冲放电。理论上在充电时蓄电池中产生的极化电压会阻碍其本身的充电,特别是快充后期,使出气率和温升显著升高,极化电压的大小是随充电电流的变化而改变的。当停止充电时,电阻极化消失浓差极化和电化学极化亦逐渐减弱;而如果为蓄电池提供一条放电通道让其反向放电,则电化学极化将迅速消失,同时蓄电池内温度也因放电而降低。因此,在蓄电池充电过程中,适时地暂停充电,并且适当地加入放电脉冲,就可迅速而有效地消除各种极化电压,从而提高充电速度。因此,快速充电时为减少失水,降低温度,降低充电限压且电路构成简单,负脉冲充电成为目前许多厂家的首选。然而,其对去硫化、均衡作用甚微,且耗能大发热大,也不是理想充电模式。(有些厂家所谓的负脉冲只不过是间歇充电,或充电电流没中断时放电,电池真正放电甚少,效果小,宣传炒作成分大)。

  正脉冲:高压大电流瞬间正脉冲主要作用为去硫化,对电池因硫化而容量降低的修复效果明显,是目前市场上电池修复机的主要工作途径 。理论上正脉冲去硫化机理为:电池放电时其负极的铅与硫酸反应生成硫酸铅,刚生成的硫酸铅以可溶、导电的离子态存在,如没有及时给以充电还原,硫酸铅分子就会相互结合形成难溶、绝缘的大分子硫酸铅晶体,形成电池的不可拟硫酸盐化——硫化。

从固体物理上来讲,任何绝缘层在足够高的电压下都可以击穿。一旦绝缘层被击穿,粗大的硫酸铅就会呈现导电状态,在电流的强氧化还原作用下重新生成铅和硫酸,参加电化学反应。如果脉冲宽度足够短,就可以在保证击穿粗大硫酸铅结晶的条件下,同时发生的微充电来不及形成析气。这样,就可在无损电池的前提下实现脉冲消除硫化。

实现脉冲去硫化的最佳时段为充电后期,即三段式的涓流保压段,此时加以的高压脉冲电流被吸收分流相对少。因为脉冲宽度比较窄,还有其它物质的分流,作用于去硫化的能量有限,短时的脉冲去硫化修复作用是有限的,长期使用脉冲修复式充电器效果会更好

对于正负脉冲、高频脉冲(8.333khz)、变频脉冲,或是成本高、或是技术原因(真正有效的脉冲充电器要很好的消除脉冲时的杂音、干扰,就非常不易),还处于概念阶段,市场上难觅产品。曾有面市也因为价格高使用户难以接受,推而不广。

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