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
目前市場上的電動車(che)用(yong)(yong)充電器(qi)主要是開(kai)關電源式的,具有節電、體積小(xiao)、重量輕(qing),技術成熟等優點(dian)。只有鉛酸電池的貨運三輪車(che),還使(shi)用(yong)(yong)工頻變壓器(qi)式充電器(qi),簡單(dan)、可靠、便宜,對使(shi)用(yong)(yong)環(huan)境要求低。
開關電源式充電器實質是一可謂穩壓電源。具體叉分,以脈寬調制(zhi)芯片TIA94為(wei)核(he)心(xin)的半橋(qiao)式和以脈寬(kuan)調制(zhi)芯片UC3842為核心(xin)的反激式兩類。后者因成本低,逐周期保護的優(you)勢,占(zhan)據著(zhu)市場的90%以上(shang)。后面的具體電路(lu),都是以這兩類典型電路(lu)進(jin)行具體分析(xi)。
1、鉛酸充電器三段式充電器
近百年(nian)了,經典的普通(tong)鉛酸充電器為(wei)0.1C充J2-14小時,對電(dian)池(chi)十分有益。現(xian)在的人(ren)們生活工作節奏(zou)加快,電(dian)動車(che)充電(dian)器改為(wei)0.15C-0.2C充6-8小時了。
所謂三(san)階段(duan)指恒(heng)流(liu)、恒(heng)壓(ya)、渦流(liu)。發光(guang)二極管為(wei)紅色(se)表示(shi)處于恒(heng)流(liu)或恒(heng)壓(ya)階段(duan),變為(wei)綠色(se)表示(shi)處于涓(juan)流(liu)階段(duan)。通常,變綠燈后再充數(shu)小時,電池才能真正吃飽。
(1)三段式(shi)充電器(qi)三個重要參數
A、高(gao)恒壓(ya)懂為(wei)單格析(xi)氫電壓(ya)2.42V乘以電池組單格數,36V充電器為(wei)2.42Vx18格≈43.56V,48V充電(dian)器為242Vx24格≈58.08V。
這個電(dian)壓稍高些是(shi)可以(yi)的,有利于恒(heng)流(liu)時(shi)(shi)間長,縮短充電(dian)時(shi)(shi)間:低了(le)會延(yan)長電(dian)油(you)吃(chi)飽的時(shi)(shi)間。
三段(duan)式充電器(qi)實質是(shi)一(yi)臺具有兩個輸出電壓(ya)值的穩壓(ya)電源,此(ci)信就是(shi)那個高(gao)的輸出值。
B、低恒壓(ya)值為單格(ge)析氯(lv)電壓(ya)2.35V乘(cheng)以(yi)電(dian)池組單格數(shu),36V充(chong)電器(qi)為2.35VX18格(ge)=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(zhi)就(jiu)是(shi)穩壓電(dian)源(yuan)那個(ge)低的輸出值(zhi)。
C、轉折(zhe)電(dian)流(也是轉(zhuan)燈電(dian)(dian)流(liu))。充電(dian)(dian)器內部有個充電(dian)(dian)電(dian)(dian)流(liu)實時(shi)檢測器,并和一(yi)個預定的所(suo)謂“轉(zhuan)折電(dian)(dian)流(liu)”
值進行比較,用(yong)于控制穩壓電源(yuan)的(de)輸出值的(de)高低:
充(chong)電(dian)(dian)電(dian)(dian)流大干該值,自動將控制電(dian)(dian)路轉到輸出高恒壓值,同(tong)時置為紅燈(deng)提示:充(chong)電(dian)(dian)電(dian)(dian)流小于轉折(zhe)電(dian)(dian)流值轉到輸出低恒壓值,并(bing)置為綠燈(deng)。
轉折電流值的設定,與鉛酸電池(chi)的安(an)時(shi)數(shu)有關,經(jing)驗值IOAh左右的電(dian)油為350mA左右,17Ah左右的電池為(wei)500--550mA左右,依次類推。
這個值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)要求也是嚴格的(de),設(she)定(ding)大(da)干(gan)經驗值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi),電(dian)池不(bu)宜充(chong)(chong)滿(man),但電(dian)油(you)充(chong)(chong)足的(de)時間會延長;設(she)定(ding)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)小于經驗值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi),電(dian)油(you)夏天容(rong)易(yi)被(bei)充(chong)(chong)壞變(bian)形。建議調整充(chong)(chong)電(dian)器時,大(da)干(gan)50mA為宜。
切記:用20Ah充電器充10Ah電池是可以的。反過(guo)來用IOAh充電(dian)器充20Ah電(dian)池是不可以的(de)!
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(biao)直流(liu)電壓200V擋游充電器輸出值(zhi)(zhi),讀值(zhi)(zhi)即低恒(heng)壓(ya)(ya)值(zhi)(zhi)。高恒(heng)壓(ya)(ya)值(zhi)(zhi)一(yi)般測不(bu)了,要在接電池充電情況(kuang)下,紅燈轉綠燈一(yi)瞬間前,用(yong)萬(wan)用(yong)表直流電壓(ya)(ya)擋才可以測到。
還需要補(bu)充鉛酸(suan)蓄電池的負(fu)溫(wen)度系數的相關(guan)同(tong)題。溫(wen)度每升高1℃,每格端電壓下降4mV。一(yi)個48V車24格,假設夏天升高10℃,總端電壓下(xia)降近似1V。
如(ru)果充(chong)電(dian)器輸(shu)出仍然為前述(shu)穩壓值,電(dian)池(chi)就可能(neng)出現熱失控和失水。理想的充(chong)電(dian)器砬該(gai)有溫度補償,事實是(shi)絕大多數(shu)沒(mei)有。
有(you)動手能力的讀者可(ke)以在(zai)夏天時將電壓調低(di)些,冬天調高些。最簡單的方(fang)法,就是(shi)夏天在(zai)充電器輸出端(duan)的正極順薔(qiang)串聯(lian)1~2只6A10二極管,冬(dong)天恢復原(yuan)態。
2、鋰電充電器
鋰電(dian)池(chi)極板(ban)接受(shou)能力高于鉛酸電(dian)池(chi),用(yong)IC電流充電也是可以的(de)(de),可能(neng)是成(cheng)本和可靠性的(de)(de)制約,目前與48V錘龜動車配套的充(chong)電器多(duo)數為2A的,只有36V鋰電動車配套的充電器才有5A的。以10Ah電池計算,5A也就(jiu)是0.5c而已。
鋰(li)電(dian)(dian)(dian)的電(dian)(dian)(dian)動車用戶充電(dian)(dian)(dian)和鋰(li)電(dian)(dian)(dian)化成時充電(dian)(dian)(dian)相比(bi)簡單(dan)多了(le),就是恒流限(xian)壓充。限(xian)壓值=單心限壓值x電心串聯數。以現在常(chang)見的48V車用(yong)鑷(nie)酸鋰電屯(tun)、或者三(san)元電心(xin)的14串居多,它們(men)的限壓(ya)為4.2Vx14=58.8V;48V車用磷(lin)酸鐵(tie)錘電心的16串居(ju)多(duo),限壓(ya)為3.65VX16=58.4V。早(zao)期36V車使用鉆酸(suan)(suan)褪電心(xin)或者(zhe)錳酸(suan)(suan)鋰(li)電心(xin)的10串居多,它們的眠壓為42Vx10=42V。
鋰電充電器內部同(tong)樣具有充(chong)電電流檢(jian)測和比較電路,充(chong)電指示燈同(tong)樣也可(ke)以(yi)是由紅變綠。
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)流大于(yu)設定值時,僅僅令充電(dian)指示(shi)燈(deng)(deng)(deng)變為紅(hong)色(se)(se),不改(gai)變輸出電(dian)壓(ya);充電(dian)電(dian)流小于(yu)設定值時,令充電(dian)指示(shi)燈(deng)(deng)(deng)變為綠(lv)色(se)(se),也不改(gai)變輸出電(dian)壓(ya)。這就(jiu)是說,轉(zhuan)燈(deng)(deng)(deng)前(qian)(qian)后就(jiu)一個電(dian)壓(ya),即前(qian)(qian)面計算的限壓(ya)值。
因此,這個(ge)電(dian)流設定(ding)值應該稱之為“轉燈電流”比較確切,大約(yue)為0.02C。實測的幾款廠家配套(tao)的鋰電充電器(qi),10Ah鋰電(dian)(dian)池(chi)組轉燈電(dian)(dian)流大約240mA一(yi)260mA。變(bian)(bian)綠燈后(hou)繼續充(chong)一段時間,充(chong)電(dian)(dian)電(dian)(dian)流(liu)才會接近零。而鉛酸電(dian)(dian)池紅變(bian)(bian)綠燈后(hou),因為高恒壓(ya)(ya)變(bian)(bian)為低恒壓(ya)(ya),充(chong)電(dian)(dian)電(dian)(dian)流(liu)很(hen)快(kuai)就會接近零。
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(shi)合理的(de),兼顧了縮短充(chong)電時間。