快速充電在鉛酸蓄電池測試中的應用

1、快速充電在鉛酸蓄電池測試中的應用馬以春（鹽城師范學院）摘要：鉛酸蓄電池在各個領域都得到了很好的應用，測試鉛酸蓄電池的容量和壽命是檢測和維護蓄電池的重要工作，而要測試準確的數(shù)據(jù)需要較長的時間。研究表明，運用快速充電和恒流放電方法可以縮短測試時間，又能準確地測量蓄電池的壽命和容量，為判斷蓄電池的容量和維護提供依據(jù)。關鍵詞：快速充電；鉛酸蓄電池；恒流放電；行業(yè)標準；檢測1前言隨著電動車的逐步普及，電動車用鉛酸蓄電池得到了廣泛的應用。在實際使用中，除去電池本身質(zhì)量因素外，由于充放電控制不合理以及維護和使用不當而造成電池提前報廢的案例占了很大的比例。2運用快速充電和恒流放電方法檢測蓄電池的壽命2. 1蓄

2、電池壽命的檢測無論是蓄電池的質(zhì)量還是充電器性能的優(yōu)劣最終均歸集為鉛酸蓄電池的使用壽命，比較電動助力車用密封鉛酸蓄電池(JB/T10262-2001 和電力助動車專用蓄電池DB31/202-1997標準，它們具有等效性，但DB31/202-1997更易操作，我們采用DB31/202-1997的標準做循環(huán)壽命測試。按照現(xiàn)存的充電方法做循環(huán)壽命測試，每次循環(huán)要10多h ，做一個完整的循環(huán)壽命測試需用1年左右的時間。而我們采用慢脈沖快速充電方法做循環(huán)壽命測試，每24h 可做45次循環(huán)以上，做一個完整的循環(huán)壽命測試只需用3個月左右的時間，這就為測試鉛酸蓄電池循環(huán)大大地縮短時間，為研究蓄電池壽命提供了極大

3、的方便。2. 2試驗方案設計方案1：做70%DOD ，DB31/202-1997的標準，在自然環(huán)境溫度下，對36V10Ah 鉛酸動力蓄電池做循環(huán)壽命試驗，充電采用慢脈沖快速充電方法，最大充電電流9.2A ，充電結(jié)束即按6.6A 恒電流放電1h ，每隔25次按0.5CA 電流放電到10.5V ，計算出蓄電池的容量，記錄數(shù)據(jù)，并繪成曲線，直到蓄電池的容量低于額定容量的70%，認為蓄電池壽命結(jié)束。記錄蓄電池的循環(huán)次數(shù)，即為壽命。方案2：做100%DOD ，恒溫25，對36V10Ah 鉛酸動力蓄電池做循環(huán)壽命試驗，充電采用慢脈沖快速充電方法，最大充電電流5.2A ，充電結(jié)束即按5.0A 恒電流放電，每

4、次放電至有一只蓄電池達到保護電壓10.5V ，連續(xù)循環(huán)直到有一只蓄電池的容量低于額定容量的70%，認為蓄電池壽命結(jié)束。記錄蓄電池的循環(huán)次數(shù)，即為壽命。2. 3試驗儀器設備配置及校正為研究蓄電池的壽命，我們專們研制了自動 2009第7期LECTRIC電動自行車ICYCLE B 29循環(huán)儀，該循環(huán)儀由微機控制，主要硬件和功能分別是：充電裝置，采用慢脈沖專利技術研制出的快速充電器，充電電流在0.5CA 以上；放電裝置采用恒流放電；用RM417數(shù)據(jù)采集卡每秒采集一次充放電電壓和電流值；控制卡用RM440，采用雙路控制，控制充、放電和壽命循環(huán)結(jié)束；通訊采用RM450和計算機的串口進行通訊，將采集到的數(shù)據(jù)

5、傳輸給計算進行儲存、計算和打包，同時根據(jù)分析控制充放電和循環(huán)結(jié)束；運用霍耳傳感器對電流和電壓進行采集，達到隔離大電流和高電壓保護采集卡的目的；校正系統(tǒng)運用0.2級的電壓表和電流表對實際電壓、電流進行測量，再同計算機上顯示值逐點比較，使整個測試系統(tǒng)達到0.5級的計量要求。2. 4軟件的功能測試儀的軟件是用Visual Basil6.0語言開發(fā)的，由于測試時間長，一般需要4個月，具有周期性，我們將每一個周期的數(shù)據(jù)打包，以文件的形式存儲到硬盤上，以備查詢，同時也保證數(shù)據(jù)的安全性。功能：歷史查詢，此功能實現(xiàn)查詢過去時間內(nèi)系統(tǒng)存儲的數(shù)據(jù)文件，以實時曲線形式顯示的充電和放電的電流、每只電壓曲線，從每只蓄電

6、池的電壓曲線上可以準確地判斷蓄電池的一致性。容量分析，顯示70%DOD 每25次所測蓄電池的容量或100%DOD 每次容量。2. 5循環(huán)壽命測試用慢脈沖快速充電和恒流放電方法做循環(huán)壽命試驗，按方案1做的36V10Ah 鉛酸膠體電池的70%DOD 循環(huán)壽命曲線如圖1，按方案2做的36V10Ah 鉛酸膠體電池100%DOD 循環(huán)壽命曲線如圖2。如圖1、圖2所示，歷經(jīng)4個多月，運用快速充電和恒流放電方法對鉛酸膠體電池測試的70%和100%DOD 的壽命曲線?？梢钥闯鲂铍姵厣钛h(huán)使用的壽命比淺循環(huán)使用短得多；蓄電池使用后期容量衰減比較快；圖1做循環(huán)壽命測試時沒有恒溫控制，溫度對蓄電池容量有很大的影響。

7、3運用快速充電和恒流放電方法檢測蓄電池的容量檢測蓄電池的容量是為了判斷蓄電池的好壞和一組蓄電池的一致性，達到保障使用的目的。電池檢測比其他檢測費時和麻煩，按DB31/202-1997標準，可檢測這幾個項目：（1）2h 率容量。對一組用快速充電充足電的蓄電池，充電曲線如圖3，用0.5CA 的電流恒流放電到單只電池的電壓10.5V ，記錄放電 時間，計算每只蓄電池的實際容量，低于額定容圖170D O D 鉛酸膠體蓄電池循環(huán)壽命曲線圖2100D O D 鉛酸膠體蓄電池循環(huán)壽命曲線2009第7 期LECTRIC電動自行車ICYCLE B 電動自行車30量的70%電池就不可再用。如對12V10Ah 的電

8、池放電電流是5.0A ，額定放電時間為120min ，低于84min 就不可再用。（2）電池的均衡性。新電池的均衡性比較好，使用一段時間以后，均衡性就變差了，嚴重時用電壓表直接測量電壓的方法就可以判別出來，測容量時可以準確反映蓄電池的不一致。放電時間一般相差3min 以內(nèi)，相差10min ，不均衡就非常嚴重了，就要設法補救，否則一組VRLA 電池離報廢時間就不遠了。如圖4下端是恒流放電曲線，上端是電壓曲線，在電壓曲線上可以明顯地看到，有一只電池電壓過早地下降，最先下降到10.5V ，就可以判斷這只電池有故障，必須進行處理。檢測到不合格的電池，如果換一組新的電池成本高，而且大多數(shù)只有一只電池損壞

9、，可以采用換一只電池的方法，更換的單只電池必須和其他兩只容量相匹配，也就是容量相近，否則達不到更換的效果。我們在實踐中摸索出一套有效的方法，具體的做法是用快速充電方法將一組蓄電池電充滿，然后按0.5CA 單只蓄電池放電，即10Ah 容量的蓄電池用5A 恒流放電，從兩個角度比較：一是比較放電時間，標準是放電時間均在84min 以上，低于84min 的蓄電池已經(jīng)壽命結(jié)束，不可直接使用，可以進行修復或報廢，高于84min 的蓄電池都可以使用；二是比較放電時間的差異，標準是最短放電時間的蓄電池和平均放電時間比較，在95%以上可以使用，或者用最短放電時間的蓄電池和最長放電時間的蓄電池比較在92%以上也可以使用。如果不在標準范圍之內(nèi)，需更換蓄電池或?qū)β浜蟮男铍姵剡M行容量恢復。經(jīng)過更換或處理后的蓄電池仍然需要配組，保證更換的蓄電池的一致性。將檢測到可用的蓄電池進行編號，找出容量在90%額定值以上的蓄電池，再將容量在90%額定值以下的蓄電池進行容量恢復，容量恢復到90%額定值以上的蓄電池建立電池庫，作為可再使用電池。容量恢復不到90%以上的或有明顯物理損壞的蓄電池就得報廢回收。把檢測的技術數(shù)據(jù)標在蓄電池上作為配組和更