铅酸蓄电池通常采用三段式智能充电;充电参数包括电流,电压,时间,储电位,析气电压,内阻和温升;所有单体享有相同的充电电流和充电时间,内阻差别引发温升和电压差别,电压差别导致内阻上升速度差别
1)内阻小温升低,电压低充电不足,储电位下降快,析气电压高失水少,内阻上升慢
2)内阻大温升高,电压高过度充电,储电位下降快,析气电压低失水多,内阻上升快
充电过程产生析气功耗和内阻损耗,充电能量损耗可以通过充放电实验进行估算
1 【恒流+恒压+浮充】4820充电器
1)储电期:充电电流恒定(3.0A),电压上升到58.0V转恒压,功率上升
2)恒压期:充电电压恒定,电流{I=(58.8-E)/R}下降到0.7A转灯进入浮充
2 充电过程【能量转换】和【温升危害】
储电量=充电量-内阻损耗-析气功耗
温升危害:内阻上升,储电位和析气电压下降
1)充电电压U=E+IR;充电过程化学方程式:PbSO4+2H2O+PbSO4==PbO2+2H2SO4+Pb
2)充电量=∫IUdt,内阻损耗=∫I²Rdt,储电量=∫IEdt-析气功耗
3)单体充电电压Ui=Ux(常温14.1V)时析气开始,析气功率Px=I²(Ui-Ux)
4)储电量增加,方程式左边物质减少右边物质增加,H2SO4浓度上升,常温内阻上升
5)热量来源于内阻损耗和析气功耗
6)电流大温升高内阻大,实际内阻/常温内阻=(I)^(a),a内阻小0.1内阻大0.2~0.4
3 充电过程【储电能力】和【储电效率】
充电电压U=E+IR,储电位上升内阻上升,温度上升内阻变大;电压上升速度取决于储电位,电流,内阻和温升
1)储电前期:电压48.0V~54.0V,储电位低内阻小,发热少温升低,电压上升慢,储电能力取决于(E)/(E+IR)的占比
2)储电中期:电压54.0V~56.0V,储电位上升内阻上升,温度上升内阻变大,电压上升快,储电效率取决于(IR)/(E+IR)的占比
3)储电后期:电压56.0V~58.0V,储电位高内阻大,电池析气温升高,电压快速上升,储电位【E=58.0-IR】取决于充电电流
4 恒压期单体电压升降趋势分析
充电电压U=E+IR;【∫IEdt-析气功耗】的大小决定储电位上升量,析气功耗转为热能;电流下降温度下降,储电位上升内阻分压下降;恒压期电压的升降取决于电流下降速度,转恒压时单体内阻,温升和储电位
4·1 内阻小温升低储电位低
恒压前期电压上升少,后期电压平稳或者下降
1)恒压前期电流大,【∫IEdt-析气功耗】小储电位上升少;电流下降快,温度下降幅度小;储电位上升量大于内阻分压下降量
2)恒压后期电流小,【∫IEdt-析气功耗】=0,储电位变化小;电流下降慢,电池温度基本不变;储电位上升量小于内阻分压下降量
4·2 内阻小温升低储电位高
恒压前期电压上升多,后期电压平稳或者上升
1)恒压前期电流大,【∫IEdt-析气功耗】大储电位上升多;电流下降快,温度下降幅度小;储电位上升量大于内阻分压下降量
2)恒压后期电流小,【∫IEdt-析气功耗】小储电位上升少;电流下降快,电池温度基本不变,储电位上升量小于内阻分压下降量
4·3 内阻大温升高储电位低
恒压前期电压上升,后期电压继续上升
1)恒压前期电流大,∫IEdt大部分转为热能;电流下降快,温度下降幅度大;储电位上升量大于内阻分压下降量
2)恒压后期电流小,析气功耗转为热能少;电流下降慢,电池温度继续下降,储电位上升量大于内阻分压下降量
5 充电过程【充电不足】和【过度充电】
一只电池单独充电,电压达到14.5V转恒压,电压上升到15.7V转灯;几只单体串联充电,内阻小单体充电不足,内阻大单体过度充电
1)内阻小单体:转恒压时电压低于14.5V;恒压期电压上升少,充电电压小于14.7V;充电不足量=模拟充电量-实际充电量
2)内阻大单体:转恒压时电压大于14.5V,恒压期电压上升多,充电电压大于14.7V,过度充电量=实际充电量-模拟充电量

6 充电过程析气功耗估算
1)单体电压Ui=Ux(常温14.1V)时析气开始,析气功率P=(Ui-Ux)×(充电电流I)²
2)单体析气功耗=0.5【(储电期析气时间)+(1+K)(恒压期时间)】(转恒压时电压Ui-析气电压Ux)(转恒压时电流I)²/(60)
3)内阻总损耗=充电量-放电量-析气功耗

7 充电过程内阻损耗估算
储电位上升内阻上升,电流大温升高内阻大,实际内阻/常温内阻=(I)^(a)
内阻功率P=I²R,转恒压时的内阻功率最大
Pmax=(Rmax)(转恒压时电流I)^(2+a)
内阻损耗=(0.55/60)(充电时间-0.9储电前期时间)(Rmax)(转恒压时I)^(2+a)
