電動車鉛酸蓄電池充電中的認識誤區(qū)

　　電動車鉛酸蓄電池組充電時，有幾個關(guān)鍵參數(shù)：最高充電電壓、浮充電壓、浮充轉(zhuǎn)換電流、最大充電電流。它們應(yīng)該是多少？如何制定？其中最主要的是最高充電電壓，多少為好？與析氣量、充入電容量和環(huán)境溫度又是什么關(guān)系？對此眾說不一，各電池生產(chǎn)廠家的要求也不一樣。最高充電電壓值相對誤差范圍是多少？我們不能脫離實際的工作對象，盲目制定出超常規(guī)的精度要求。我們接到某電動車售后服務(wù)部通知：充電器比規(guī)定電壓高0.1V，電池因此熱失控而充脹了；也接到通知說：電壓比規(guī)定定低0.1V，電池欠充，提前報廢。一個千分之幾的誤差造成如此嚴重后果，真是失之毫厘，謬之千里之外，鉛酸蓄電池果真有這么神秘嗎？為了解開困擾電動車充電中的這個謎團，做如下實驗。

　　用一個水槽盛滿水，電池放在水中，在電池上方有一個收集氣體用的倒扣的漏斗，漏斗頂端裝有可以計量氣體容量的注射針筒。充電用可調(diào)穩(wěn)壓電源，用兩只四位半數(shù)字萬用表測量充電電流和充電電壓。

　　試驗時間是在冬季，水溫5℃。實驗條件是統(tǒng)一用2A電流充電，最充電電壓分別用43V、44V、45V輪循環(huán)依次進行，浮充轉(zhuǎn)換電流一律400mA，記錄下每次的充電時間，包括充電末期隨時間電流下降各點數(shù)據(jù)、開始析氣電壓，按時間記錄析氣量。電池充完后，用萬分之幾精度的電量臺記錄放電容量。充入電量是在計算紙上讀出時間電流曲線與坐標之間的面積（電容量就是充電電流對時間的定積分）。數(shù)據(jù)見下表：

　　得到試驗數(shù)據(jù)后，最感到驚異的是：充入電量的多少幾乎與充電電壓無關(guān)。很多人認為充電電壓低電池會充不滿，電池會提前鹽化報廢，特別是在冬季氣溫較低的時候。而這次試驗正好是在冬季，水溫只有5℃，試驗的中心電壓值是44V，上下偏差1V，相對誤差是2.3%。在用43V和45V充電的情況下，充入電量和放出電量相差無幾，與大家公認的看法大相徑庭，試驗是用的同一組電池，同樣的充、放電條件，輪番做同樣的測試，實驗數(shù)據(jù)重復(fù)同樣的規(guī)律，可排除偶然因素干擾，試驗數(shù)據(jù)是準確可信的。從電池充電原理上看，只要充電源電壓高于電池端電壓，都會給電池充電，一直到電池中的活性物質(zhì)轉(zhuǎn)換完成。充電最高電壓，也就是充電電源開始由恒流區(qū)轉(zhuǎn)變到恒壓區(qū)，這種轉(zhuǎn)變是由電池自身充入電量多少、活性物質(zhì)反應(yīng)了多少決定的，充電電壓的高低，僅是能進行電化學(xué)反應(yīng)的條件，只要高于電池開路電壓就會給電池充電，多少物質(zhì)能參與反應(yīng)由電池自身決定。從這個思路理解，就不難得出，充電電壓高低對電池容量沒有多大影響。

　　從上圖表可以看出，電池在42.5V～43.5V時開始析氣,而析氣的速度(Tempo)與充電電壓有關(guān)。到充電結(jié)束時，總析氣量與充電最高電壓有關(guān)，43V與45V總析氣量相差10位（注：以單格允許極限失水10克，18格相當(dāng)240公升氣體，該電池45V時失水并不大）。 在充電末期電流下降區(qū)時，只要降低電壓到42.5V時，析氣立即停止，這時充電電流稍小一點，還會依著原來的規(guī)律下降。

　　這里對浮充電壓、浮充電流討論一下。對于長期處于浮充狀態(tài)下的鉛酸電池組，如后備電源上用的等，對浮充電壓要求是嚴格的。據(jù)國處文獻，浮充電壓有-0.2%溫度系數(shù)，浮充電壓偏差太大會造成電池鹽化。而電動車用的電池屬循環(huán)使用，不是處于這種狀態(tài)，不應(yīng)該用套用浮充狀態(tài)使用的條件，充電器設(shè)定浮充的目的僅是免于充電末期大量析氣失水，只要把電壓降到析氣點電壓以下，但也不能低于電池端電壓而停止向電池充電。前面說過，在浮充電壓下，充電電流的走勢基本還是依著原曲線下降，一般還補足5%的容量。所以浮充電壓應(yīng)在的范圍是低于析氣電壓（42.5V），高于電池充足電以后的開路端電壓（約40V）。

　　浮充轉(zhuǎn)換電流，只不過是選擇在充電末期電池活性物質(zhì)反應(yīng)接近尾聲，充電電流自動下降到某一點時，切換浮充電壓的記號，不少人以為浮充電流高了電池會充不滿是概念不清，充電電壓只要高于電池端電壓，都會對電池充電，只不過有用戶看到指示燈紅轉(zhuǎn)綠后提前去用電池，這種情況是不多的，一般都是夜間充電，到早晨綠燈已亮了多時。有的廠家使用說明書上提醒用戶，在轉(zhuǎn)綠燈后繼續(xù)充電2小時，是很好很正確的。所以沒有必要刻意去追求浮充轉(zhuǎn)換點的高低，一般新電池末期電流約為50mA，失水以后，酸比增高，那時可達500 mA以上。從析氣速率與電壓的關(guān)系上來看（上圖），早點脫離析氣區(qū)為好，一方面，一方面可以減少析氣量，另一方面，電池用了一段時間，末期電流增高，但還能低于我們設(shè)定的轉(zhuǎn)換點電流，否則電池一直在最高電壓充電下，大量失水，引發(fā)熱控，充脹充壞電池。有人固執(zhí)地強調(diào)，浮充轉(zhuǎn)換點高電池會欠充，前面已討論過，切換到浮充電壓后，不是停止充電了，還會繼續(xù)對電池充電的，轉(zhuǎn)換電流適當(dāng)高一點有利于避免過分失水和熱失控。

　　至于充電電流的大小設(shè)定，先看一下電池制造廠家對10Ah（12Ah）吸附式小型密封電池對充電時的技術(shù)要求，通常規(guī)定充電速率不要大于0.3C，相當(dāng)于4A電流，而充電器充電電流在2A左右，遠離極限充電電流。充電電流在一定范圍內(nèi)大一點、小一點，充電時間長一點、短一點，沒有很高的要求，有10%的誤差就行了，充電器中的電流取樣電阻精度是5%，電流的精度不會高于此。

　　總而言之，不管哪家生產(chǎn)的鉛酸閥控吸附式小密封電池，其基本結(jié)構(gòu)是完全一樣的，僅極板、框架、滲入的微量元素、漿料配方、硫酸濃度等有此微小差異，而在電化學(xué)方面都是一樣的，也就是說它們單體的端電壓、充電電壓、充放電電流密度（動力型）、開始析氣電壓點等，不會有顯著的差異。一個按照前面所討論的充電器，可適應(yīng)所有品牌的電池，不存在匹配問題。

　　結(jié)論：

　　1、最高充電電壓與充入電量關(guān)系不大。

　　2、浮充電壓與充入電量沒關(guān)系，只要高于電池最大開路端電壓，低于開始析氣點電壓就行了。

　　3、浮充轉(zhuǎn)換電流，僅是切換最高充電電壓到浮充電壓的設(shè)定點，不宜過小或過大，與充電量也沒關(guān)系。

　　4、充電電流只要不超過0.3C(對10Ah相應(yīng)為4A)都是允許的，不必要嚴格要求。

　　所以，對于36V閥控式吸附式小密封電池組充電參數(shù)推薦如下：

　　最高電壓：43.5V～44.8V

　　浮充轉(zhuǎn)換電流：300mA～500Ma

　　浮充電壓：41V～42V

　　充電電流：2A±20%

　　以上是對電動車鉛酸蓄電池充電中一些認識誤區(qū)進行的試驗和分析，通過以上的試驗和分析能使廣大消費者知道鉛酸蓄電池充電中應(yīng)注意的一些問題，以更好地正確使用充電器。