電動車電池充電器技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展
電動車電池充電器充電技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展
充電技術(shù)
“電池不是用壞的,而是充壞的”,的確不當(dāng)?shù)某潆姺绞綄?yán)重影響電池的使用期限,而對于使蓄電池重新獲得能量的蓄電池充電器,就我國國情,可以說,在上世紀(jì)九十年代之前大部分使用的還是無控制、無保護(hù)的工頻變壓器降壓加整流這樣簡簡單單所謂的充電器,使用時(shí)往往需人員值守,人工調(diào)節(jié)充電參數(shù),否則大有充壞電池的可能。到了九十年代,隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展,特別是電動車行業(yè)的發(fā)展,結(jié)合成本等因素用開關(guān)電源及電子自動控制的充電器也迅速普及于民用,相繼推出了恒流、限壓的二段式和恒流、限壓、涓流(保壓)的三段式充電器?,F(xiàn)在普遍使用的也就這三段式了。經(jīng)過這些年的使用,普通三段式所存在的不足越來越被行業(yè)人員所察覺,它雖然有所說的智能控制,只是對于充電時(shí)的電壓、電流的控制而忽略了對電池充電無比重要的脈動成分和溫度特征,對付電動車電池的特征參數(shù)離散、串聯(lián)格數(shù)多、溫度影響大等特殊性,其“智能控制”也成為了“呆板作為”。在它控制下的蓄電池或多或少的存在過充、欠充、失水、硫化、失衡、熱失控等結(jié)癥。那么,有無更好的充電模式呢?目前呼聲最高的莫過于脈沖充電技術(shù)。
脈沖充電
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)脈沖充電分為:負(fù)脈沖、正脈沖、正負(fù)脈沖,也可以分為低頻、高頻和變頻(掃頻)等。
負(fù)脈沖:即在充電時(shí),間斷的對電池脈沖放電。理論上在充電時(shí)蓄電池中產(chǎn)生的極化電壓會阻礙其本身的充電,特別是快充后期,使出氣率和溫升顯著升高,極化電壓的大小是隨充電電流的變化而改變的。當(dāng)停止充電時(shí),電阻極化消失濃差極化和電化學(xué)極化亦逐漸減弱;而如果為蓄電池提供一條放電通道讓其反向放電,則電化學(xué)極化將迅速消失,同時(shí)蓄電池內(nèi)溫度也因放電而降低。因此,在蓄電池充電過程中,適時(shí)地暫停充電,并且適當(dāng)?shù)丶尤敕烹娒}沖,就可迅速而有效地消除各種極化電壓,從而提高充電速度。因此,快速充電時(shí)為減少失水,降低溫度,降低充電限壓且電路構(gòu)成簡單,負(fù)脈沖充電成為目前許多廠家的首選。然而,其對去硫化、均衡作用甚微,且耗能大發(fā)熱大,也不是理想充電模式。(有些廠家所謂的負(fù)脈沖只不過是間歇充電,或充電電流沒中斷時(shí)放電,電池真正放電甚少,效果小,宣傳炒作成分大)。
正脈沖:高壓大電流瞬間正脈沖主要作用為去硫化,對電池因硫化而容量降低的修復(fù)效果明顯,是目前市場上電池修復(fù)機(jī)的主要工作途徑 。理論上正脈沖去硫化機(jī)理為:電池放電時(shí)其負(fù)極的鉛與硫酸反應(yīng)生成硫酸鉛,剛生成的硫酸鉛以可溶、導(dǎo)電的離子態(tài)存在,如沒有及時(shí)給以充電還原,硫酸鉛分子就會相互結(jié)合形成難溶、絕緣的大分子硫酸鉛晶體,形成電池的不可擬硫酸鹽化――硫化。
從固體物理上來講,任何絕緣層在足夠高的電壓下都可以擊穿。一旦絕緣層被擊穿,粗大的硫酸鉛就會呈現(xiàn)導(dǎo)電狀態(tài),在電流的強(qiáng)氧化還原作用下重新生成鉛和硫酸,參加電化學(xué)反應(yīng)。如果脈沖寬度足夠短,就可以在保證擊穿粗大硫酸鉛結(jié)晶的條件下,同時(shí)發(fā)生的微充電來不及形成析氣。這樣,就可在無損電池的前提下實(shí)現(xiàn)脈沖消除硫化。
實(shí)現(xiàn)脈沖去硫化的最佳時(shí)段為充電后期,即三段式的涓流保壓段,此時(shí)加以的高壓脈沖電流被吸收分流相對少。因?yàn)槊}沖寬度比較窄,還有其它物質(zhì)的分流,作用于去硫化的能量有限,短時(shí)的脈沖去硫化修復(fù)作用是有限的,長期使用脈沖修復(fù)式充電器效果會更好。
目前,已有許多廠家相繼推出脈沖式智能充電器,經(jīng)不完全檢測存在著脈沖電流幅度小(<2a)、脈沖寬度大(秒級),脈沖時(shí)段短(廣東的一廠家定時(shí)約60秒),而很多聲稱脈沖充電器的經(jīng)檢測根本找不到脈沖波形,純屬炒作、欺騙消費(fèi)者。
對于正負(fù)脈沖、高頻脈沖(8.333khz)、變頻脈沖,或是成本高、或是技術(shù)原因(真正有效的脈沖充電器要很好的消除脈沖時(shí)的雜音、干擾,就非常不易),還處于概念階段,市場上難覓產(chǎn)品。曾有面市也因?yàn)閮r(jià)格高使用戶難以接受,推而不廣。