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為什么鉛酸蓄電池達(dá)不到設(shè)計使用壽命

鉅大LARGE  |  點擊量:1242次  |  2019年11月09日  

1、引言盡管今天鉛酸蓄電池在結(jié)構(gòu)設(shè)計與使用原材料方面比過去有了很大的改進(jìn),性能有了相當(dāng)大的提高,許多設(shè)計和用料精良的免維護(hù)鉛酸蓄電池浮充使用的理論壽命為15~20年以上,但真正能在使用中達(dá)到如此壽命的電池恐怕是少之又少。拿汽車與摩托車廣泛使用的干荷電少維護(hù)起動用鉛酸蓄電池來說,設(shè)計使用壽命為4~5年以上,通過調(diào)查發(fā)現(xiàn),很少能達(dá)到以上水平,大部份幾個月至一年就夭折了,究其原因,我們認(rèn)為有以下幾點:1)充電設(shè)備的設(shè)計不夠完善,使用也不方便。2)鉛酸蓄電池放電后得不到及時的補充充電,特別是過放電對電池造成致命之傷。3)少數(shù)廠家的產(chǎn)品質(zhì)量低劣,以次充好。以上原因,我們認(rèn)為2)、3)從技術(shù)上講是比較容易預(yù)防和做好的,唯1)牽涉比較難以解決的技術(shù)問題,下面著重談?wù)勥@方面存在的問題。2、蓄電池的充電技術(shù)要求廠家提供的鉛酸蓄電池保證使用壽命的技術(shù)指標(biāo)是在環(huán)境溫度為25℃下給出的。由于單體鉛酸蓄電池電壓具有溫度每上升1℃下降約4mv的特性,那么一個由6個單體電池串聯(lián)組成的12V蓄電池,25℃時的浮充電壓為13.5V;當(dāng)環(huán)境溫度降為0℃時,浮充電壓應(yīng)為14.1V;當(dāng)環(huán)境溫度升至40℃時,浮充電壓應(yīng)為13.14V。同時鉛酸蓄電池還有一個特性,當(dāng)環(huán)境溫度一定,充電電壓比要求的電壓高100mv,充電電流將增大數(shù)倍,因此,將導(dǎo)致電池的熱失控和過充損壞。當(dāng)充電電壓比要求電壓低100mv時,又將使電池充電不足,也會導(dǎo)致電池?fù)p壞。另外鉛酸蓄電池的容量也和溫度有關(guān),大約是溫度每降低1℃,容量將下降1%,所以廠家要求鉛酸蓄電池的使用者在夏天電池放出額定容量的50%后,冬天放出25%后就應(yīng)及時充電。顯然,日常使用中的鉛酸蓄電池不可能長期處在25℃的環(huán)境中,一日中尚有早、中、晚的溫差變化,更何況一年中還有春、夏、秋、冬四季更大的溫差,因此目前市面上普遍使用的各種晶閘管整流型、變壓器降壓整流型、以及一般的開關(guān)穩(wěn)壓電源型的鉛酸蓄電池充電器,以恒壓或恒流方式對電池進(jìn)行的充電,是無法達(dá)到鉛酸蓄電池補充充電所需要滿足的嚴(yán)格技術(shù)要求的。縱觀過去所采用的這些對鉛酸蓄電池充電的方法,以及根據(jù)這些方法開發(fā)的鉛酸蓄電池充電器,我們不難看出,其技術(shù)是不夠完善的,用這些產(chǎn)品給鉛酸蓄電池充電,勢必直接影響鉛酸蓄電池的使用壽命,同時這些充電器還存在著工作電壓適應(yīng)范圍窄、體積大、效率低、安全系數(shù)差等問題。3、自然平衡充電器針對以上鉛酸蓄電池充電存在的普遍問題,長沙宇恒電子有限公司對鉛酸蓄電池充電器進(jìn)行了長時間的深入研究,以自己獨特的方法和巧妙的設(shè)計,生產(chǎn)出新的充電器系列產(chǎn)品,解決了鉛酸蓄電池充電存在的復(fù)雜技術(shù)問題,通過多年實驗證實,大大提高了鉛酸蓄電池的使用壽命。(該技術(shù)已申請專利)現(xiàn)在簡要介紹一下蓄電池充電新法--自然平衡充電法。何為蓄電池充電的自然平衡法?請看圖1所示蓄電池充電的連接簡圖。圖1中有二個電源EA、EB,當(dāng)電源EA與電源EB處在同一環(huán)境溫度下,正極和正極相連接,負(fù)極與負(fù)極相連接,在它們所形成的閉合電路中,存在著如下的關(guān)系,如果EA高出EB,EA將向EB提供EA-EB=E的電壓,同時將按E的大小,提供一i電流向電源EB流通和灌注,當(dāng)EB吸收EA提供的i電流,使EB上升到完全等于EA時(在蓄電池中表現(xiàn)為,蓄電池端電壓的上升和電荷存儲量的增加),電源EA將停止向電源EB提供電流,也就是EA=EB,E=0,i=0。在上面描述中,我們把EB換成被充電的蓄電池,算出在不同放電深度與環(huán)境溫度下,蓄電池對應(yīng)的電壓。將EA精心設(shè)計成不同環(huán)境溫度下,能按蓄電池充電平衡需要,自動調(diào)節(jié)輸出電壓和電流的電源,與之對應(yīng)連接。完全理想化的情況下,電源EA能根據(jù)蓄電池在任一環(huán)境溫度下,能夠接受的電流,對電池進(jìn)行充電,電池充足電后,E=0,i=0,EA電源將不再消耗功率,此后,EA只隨環(huán)境溫度的變化,對被充蓄電池提供跟蹤平衡補償,由于蓄電池充電的整個過程完全是自動完成的,所以我們稱之為自然平衡法。此方法完全理想化的情況是:蓄電池在充足電后,EA與被充電的蓄電池EB之間的電壓差E=0,自然也就i=0,由于EA無功率供給蓄電池(EB),所以蓄電池電解液不可能產(chǎn)生沸騰,也不可能使蓄電池內(nèi)電解液中的水分解,更不可能使蓄電池內(nèi)的壓力和溫度升高,產(chǎn)生安全隱患。因此,該方法提供給蓄電池的是既不會使蓄電池過充電,也不會使蓄電池充電不足,而是更方便,更安全,更可靠的充電。從上面的分析中,我們不難看出,該方法特別適合免維護(hù)與少維護(hù)鉛酸蓄電池的維護(hù)性充電,更能適應(yīng)那些間歇性放電使用的蓄電池日常維護(hù)充電,有利于提高蓄電池日常使用中的可靠性,提高蓄電池的使用壽命。最后介紹一下按自然平衡充電法研制的一款適用于摩托車12V鉛酸蓄電池用智能充電器的主要技術(shù)指標(biāo):1)可充電池12V4~10Ah;2)適應(yīng)輸入電源為交流100~240V,直流120~370V;3)重量≤100g;體積60mm×35mm×30mm;4)適用環(huán)境溫度-10~45℃。4、結(jié)語影響鉛酸蓄電池使用壽命的原因不外乎兩個方面:1)鉛酸蓄電池在環(huán)境溫度變化時對其充電設(shè)備有苛刻要求。由于過去的充電設(shè)備在設(shè)計上的缺陷,因此影響了蓄電池的正常使用壽命。2)鉛酸蓄電池放電后,由于過去充電設(shè)備的使用不方便,致使用戶不能及時給電池補充電,其造成的傷害是使電池的壽命大為縮短。


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