充電技術和蓄電池壽命（一）

www.guilinhy.com 來源：電動車商情　　　電動車商情網作者：俠名類別：電動車維修時間：2004-4-15

夏季將至，蓄電池面臨又一次新的摧殘，這種摧殘不是用戶使用蓄電池的不當造成的，而是由于不盡正確的充電器造成的。中國電動自行車產業面臨一個前所未有的機遇，大中小城市中對燃油助力車的限制使用，使得電動車成為一個競相追逐的替代品。然而，發展前景不容樂觀，盲目的投資和幾乎不受限制的產業門檻，使得很多三教九流之輩混跡于此，攪混了一堂清水。產品質量良莠不齊，關鍵核心部件魚目混珠，市場(Rialto)反饋非常嚴峻。滿目望去，網絡上，報紙上，噓聲一片，各種各樣的質量問題接踵而至，其中頗具普遍性的是關于電池問題。20%的電動自行車存在著嚴重的單次充電行駛里程不達標，幾乎50%的電動自行車在3個月后單次充電后的行駛里程快速下降，而半年后，已經難以維持75%的標稱公里數。而就算是一些行業中品牌知名度一度不錯的車輛投訴也明顯上升。當然，產生電動車行駛里程下降的綜合原因涉及多種方面，其中特別重要的是充電器，他是直接造成蓄電池損壞的罪魁禍首，難怪日本蓄電池專家小林健二指出："電池與其說是用壞的，不如說是充壞的。" 那么，充電器是如何摧殘蓄電池的呢？我們先來撥開充電器的面紗，再來看看蓄電池對充電的要求，兩者一對照，真相大白了！充電器隨著科學技術和電子工業的發展，同時隨著鉛酸蓄電池100多年來的發展，產生了許許多多線路圖和充電方法，下面從幾個方面簡單介紹一下其發展，幫助我們一起來了解一下其發展，從而來理解面臨的問題及解決的辦法。從電子工業發展來看，充電器經歷了兩個革命性階段，即工頻階段和高頻階段。工頻階段的特點是：變壓器采用的是50HZ的工頻率變壓器，通過對交流電源的波形的控制和調整，來實現輸出電流和電壓的變化，從而實現相應的充電方法。這種方式，由于能量的傳遞是通過低頻率的磁耦合由硅鋼片實現，容易磁飽和，同時鐵心的體積較大，銅絲和硅鋼片的用量都非常的大，還容易發熱，總體能量比很差，由于它是通過對波形的控制來達到電流和電壓變化的目的，所以，難免會對電網產生污染，特別是功率較大時，對家用電器的干擾顯而易見，鑒于以上種種限制，目前已經在電源市場(Rialto)上消退，特別是在中小功率范圍內。但是，當功率增大時，工頻率電源的可靠性還是無可撼動。高頻階段的特點是：變壓器采用的是幾十k到幾百k的高頻變壓器，同樣是磁耦合，它采用的是磁鋼，取料容易而且便宜，由于頻率增加后，相同功率的能量傳遞所使用的體積明顯減小，能量比明顯高于前者。隨著，電力電子技術的飛速發展，功率器件的可靠性進一步加強，線路越來越成熟，而且，控制芯片的功能越來越強大，集成化程度越來越高，所以線路越來越簡單。同時控制方式越來越靈巧。經過近20年的應用發展，目前，已經穩定的占據中小功率電源市場(Rialto)，而電動自行車用充電器的功率小于150瓦，正是采用高頻率方式的最佳范圍之內。這也是為什么在市場(Rialto)上，電動自行車充電器99.99%是采用開關高頻方式的原因。不管是哪種線路最終是實現充電方法，所以真正造成危害的是充電方法，在這里當然有必要對充電方法加以說明和分析：恒壓充電：最簡單的充電方法，充電前期的電流往往會很大，隨著端電壓的逐漸上升，電流慢慢下降，當充電器電壓和電池兩端的穩定電壓接近時，電流接近于零，為了防止電池過充電，一般設定的輸出電壓普遍較充滿電壓低，這種方法充電時，往往會造成鉛酸電池的硫酸鹽化，長期如此充電，將造成難以復原的硫酸鉛結晶，大大降低電池的容量。所以，只可以作為一般的補充電方法。恒流充電：以穩定的較小電流給電池充電，電池在充電過程中的化學反應平穩，內阻的變化只是影響端電壓的變化，直到端電壓接近充電器的功率所限電壓時，電流會下降，這種方式會導致蓄電池過充電，恒定的電流在充電后期大多用來分解水分，不加控制，容易使蓄電池干枯。最終，也會使電池容量急劇下降。可見，如何判斷蓄電池充電結束在充電發展歷史上是一個非常關鍵的焦點問題，以上恒壓和恒流方式根本沒有去控制蓄電池的充電結束標志，要么過充電、要么欠充電，結果，可想而知，于是，很自然的人們就想到，充電初期，要控制一下電流，不能讓他太大，以避免劇烈的化學反應，損壞極板的分布結構和機械損傷，所以，將電流穩下來，最大不能超過某某值，于是，在相當一段時間里，充電初期是在一個相對穩定的電流下充電的；在充電后期，隨著電壓的慢慢升高，一方面，充電器的輸出功率受到限制，一方面，電池內部的正負極板的活性物質參與化學反應的成分逐漸減少，內阻增大，這時候，應該降低電流，減緩化學反應的程度，于是，在這一階段，需要一個電流下降的控制，同時考慮到，充電后期，對充電終止的控制，讓他在一設定的電壓下，通過歐姆定律，自然工作在恒壓狀態下是非常理想的，當蓄電池的電壓升高到這個恒壓點后，如果一直維持在設個電壓下，依然非常危險，因為，這時候，如果沒有及時減少充電電流的話，水分將會被分解掉，因此，在最后階段，顯然必須將恒定電壓降下來，轉入浮充階段，這就是，現在，經常見到的所謂三階段充電法。然而，問題并未已經解決，這種方式是一種程序預設，建立在一種非常理想的假設之上的，他是在溫度25℃條件下充電是可以的，顯然，將實際用戶想象在一種沒有變化的環境中是不妥當的，實際使用環境，最基本的一點是：一年四季溫度的變化，就算是在同一個時期，祖國大地(Terra)，地域寬廣，從南到北，緯度相差很大，溫差也很明顯，而我們可愛的蓄電池對溫度是很敏感的，充電終止條件對溫度的變化也很敏感，且相差較大。