三段式充電器 幾個(gè)關(guān)鍵電壓電流的確定
第一個(gè)重要參數(shù)是涓流階段的低恒壓值,第二個(gè)重要參數(shù)是第二階段的高恒壓值,第三個(gè)重要參數(shù)是轉(zhuǎn)換電流。這三個(gè)重要參數(shù)與電池?cái)?shù)目有關(guān),與電池的容量Ah有關(guān),與溫度有關(guān),與電池種類有關(guān)。以最常見的電動(dòng)自行車(三塊12V串聯(lián)的10Ah電池)所用的三段式充電器為例簡單介紹一下:
首先討論涓流階段的低恒壓值,參考電壓為42.5V左右。此值高將使電池失水,容易使電池發(fā)熱變形;此值低不利于電池充足電。此值在南方要低于41.5V;膠體電池要低于41.5V,如在南方還要低一點(diǎn)兒。這個(gè)參數(shù)是相對(duì)嚴(yán)格的,不可以大于參考值。
其次討論第二階段的高恒壓值,參考電壓為44.5V左右。此值高有利于快速充足電,但是容易使電池失水,充電后期電流下不來,結(jié)果使電池發(fā)熱變形;此值低不利于電池快速充足電,有利于向涓流階段轉(zhuǎn)換。這個(gè)值雖然沒有第一個(gè)值那樣嚴(yán)格,但是也不要過高。
最后討論轉(zhuǎn)換電流,參考電流為300毫安左右。此值高有利于電池壽命,不容易發(fā)熱變形,但不利于電池快速充足電;此值低(對(duì)外行)有利于充足電,但是由于較長時(shí)間高電壓充電,容易使電池失水,使電池發(fā)熱變形。特別個(gè)別電池出現(xiàn)問題時(shí),充電電流降不到轉(zhuǎn)折電流以下時(shí),會(huì)連累好電池也被充壞。給出的參考值有一定范圍,正負(fù)50毫安甚至100毫安都是允許的,但是不允許小于200毫安。
目前,市場上出現(xiàn)了很多高恒壓值為46.5V、低恒壓值為41.5V、轉(zhuǎn)折電流大于500毫安的反激式廉價(jià)充電器。
如果是四塊12V電池的充電器即48V充電器,前兩個(gè)參數(shù)為前述電壓參考值除以三乘以四。高恒壓值為59.5V左右、低恒壓值為56.5V左右。
電池如果比10Ah大,將第三個(gè)參數(shù)電流值適當(dāng)增大,例如17Ah電池可大到500毫安。
總算看明白了何為三段式中的高恒壓階段.
這個(gè)電壓的提高是為了加快充電速度. 但是,總讓人覺得這個(gè)依據(jù)不夠科學(xué).
提一個(gè)創(chuàng)新又嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃悸? 嚴(yán)格來說,每單格2.3V的限止,任何條件下都不允許突破. 任何設(shè)計(jì)都不應(yīng)該突破. 那么如何來解釋這種已經(jīng)既成事實(shí)的巳成氣候的這種高恒壓設(shè)計(jì)呢? 因?yàn)樵O(shè)計(jì)人員可以說.這個(gè)高恒壓在電流條件下并不是真正的端電壓,其中疊加有歐姆壓降. ------ 好! 是理由,但不夠靠譜. 無法跟蹤應(yīng)對(duì)電流大小和電池新舊的變動(dòng).
那么我們是否可以直接檢測到不疊加歐姆壓降的端電壓, 并讓整個(gè)充電過程只有一個(gè)恒壓值呢? 當(dāng)然可以.
那么整個(gè)充電機(jī)就可以簡化到只要一個(gè)恒壓值,一個(gè)限流值,傻傻的充就是了.
(當(dāng)然,電池單格如有不正常,是誰也保不住的,不在考慮范圍內(nèi)).
關(guān)鍵是如何廉價(jià)巧妙的檢測到電池在脈沖間隔中的電壓值,并以此控制電流呢? 呵呵.
高恒壓值 實(shí)際就是為了提高充電速度.
這個(gè)高恒壓值存在著風(fēng)險(xiǎn). 無法確保電池不進(jìn)入析氧甚至是析氫的電壓,有充干電液的危險(xiǎn). 冰上鴨子在第四帖中說的,也類似這個(gè)意思.
如果以脈沖間隔中的2.3V為上限依據(jù), 雖然大電流時(shí)的端電壓表象還是會(huì)超過2.3V,也可以加快充電速度,但控制是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?對(duì)電池是安全的. 因?yàn)榭梢源_保電池的實(shí)質(zhì)電壓在任何條件下都不會(huì)超過2.3V.
謝謝!
因?yàn)檫@個(gè)話題,引發(fā)了兩個(gè)想法,另外一個(gè)就一并借這兒說了.
前一個(gè)方法己經(jīng)排除了疊加其中的歐姆壓降, 使2.3V接近真實(shí).
還可以再來一招,設(shè)法消除充電時(shí)的電解液濃差極化, 使“端電壓”更低,更“平靜”,也就是更接近充電電流較長時(shí)間為零后才會(huì)有的“端電壓”. 經(jīng)典的解決辦法是脈沖充放電.可以明顯降低電池充電時(shí)的即時(shí)等效內(nèi)阻,從而實(shí)現(xiàn)快速充電.
脈沖充放電的快充方法,很早以前就是快速充電的有效手段. 起源于80年代的美國軍方. 我國的上市公司北大方正的前身是上海延中實(shí)業(yè),當(dāng)年屬下的延中充電機(jī)廠,就及時(shí)的跟進(jìn)了這種技術(shù)...... 只是快充傷電池,也是業(yè)內(nèi)公認(rèn)的. 其實(shí)是太快了才會(huì)傷電池,只要不走極端不但沒事,還可以有好處.
前些年又開始有了去硫化的做法. 其實(shí)也是脈沖“充放電”.
結(jié)合快充脈沖和去硫化兩個(gè)概念. 只要設(shè)計(jì)得當(dāng).脈沖去硫化的同時(shí),客觀上也可以明顯的降低電池的即時(shí)內(nèi)阻(去極化). 就可以在端電壓不變的條件下明顯加大充電電流.
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設(shè)想一下,如果一臺(tái)簡易充電機(jī)能達(dá)到如下性能:
1 真實(shí)端電壓檢測. 可以不對(duì)接插件有太高要求.
2 充電速度能稍快一點(diǎn)(盡量用足充電機(jī)功率).
3 有去硫化功能. 對(duì)保養(yǎng)電池有明顯好處.使極板隨時(shí)保持在活化狀態(tài),容量充沛,就不易造成過放電而永久損壞.
這樣的充電機(jī),也可以算完善了. 關(guān)鍵是可以相比并不復(fù)雜.
是能搞這樣一臺(tái)確實(shí)不錯(cuò)。 有興趣嗎 咱們版的幾個(gè)人一起合作設(shè)計(jì)一款
我考慮了一下,為迎合目前的市場狀況,可以分成兩款設(shè)計(jì).
一種低檔的就是為拼價(jià)格而存在. 相比巳有的大眾產(chǎn)品, 只要充電速度略快一點(diǎn)點(diǎn),額外附帶了去硫化功能就夠了.賣點(diǎn)就是去硫化延長電池壽命. 爭取零售價(jià)與市場主流價(jià)持平, 就等于是白送了去硫化功能, 搶占市場的難度就不會(huì)大. 這樣就只增加一個(gè)電路單元(脈沖去極化和去硫化)就可以實(shí)現(xiàn). 但同時(shí)也簡化了其他電路,可望爭取總成本不變. 這個(gè)設(shè)計(jì),一個(gè)短平快就可以實(shí)現(xiàn).
在以上基礎(chǔ)上再設(shè)計(jì)一款功率大點(diǎn),速度快得多點(diǎn), 檢測精準(zhǔn)到位,再去硫化.......少受成本制約,就以拼技術(shù)為主了.
技術(shù)上沒有難點(diǎn). 只要化點(diǎn)時(shí)間針對(duì)具體條件搭個(gè)電路,模擬各種情況,采集和核對(duì)一系列數(shù)據(jù)就可以了.
重要的是要聯(lián)系到生產(chǎn)廠商,要己經(jīng)有生產(chǎn)能力,有初步銷售能力,產(chǎn)品己過認(rèn)證的,有薄利多銷胸懷的合作對(duì)象. (在輸出回路略作改動(dòng)就可以成功的,只要改一塊PCB,甚至只加一個(gè)自制模塊).
這個(gè)項(xiàng)目純屬計(jì)劃外.可以不作經(jīng)濟(jì)考量,算是投石問路,以結(jié)交同好為目的. 如能走通.值得開發(fā)的項(xiàng)目可就多了.
將現(xiàn)有的充電其直接改個(gè)成個(gè)恒壓源,后級(jí)設(shè)計(jì)個(gè)功能模塊,像是鋰電充電版一樣的東西接在現(xiàn)有充電器輸出端。這個(gè)模塊具有各種充電控制功能和保護(hù)功能,這個(gè)想法其實(shí)可以試試
將現(xiàn)有的充電器直接改成恒壓源,后級(jí)設(shè)計(jì)個(gè)功能模塊,像是鋰電充電版一樣的東西接在現(xiàn)有充電器輸出端。這個(gè)模塊具有各種充電控制功能和保護(hù)功能,這個(gè)想法其實(shí)可以試試
基本是這個(gè)套路. 實(shí)質(zhì)上就是把原充電機(jī)當(dāng)成一個(gè)恒壓限流源(這里的限流只為保護(hù)充電機(jī)自身). 所有其他功能由模塊實(shí)現(xiàn).
也確實(shí)可以只開發(fā)模塊. 將社會(huì)上己有的充電機(jī)作為升級(jí)資源. 模塊毛利大于與整機(jī)合作都是可能的. 但可能就難以利用現(xiàn)成工廠的既有資源,短期難以規(guī)模化. 薄利做到了,多銷卻達(dá)不到.
還不如去全新的開發(fā)一款,輸出功率要大點(diǎn)的,小功率的那種做爛了,你功能再好 貴1塊錢都沒有低價(jià)的買的好。只認(rèn)便宜的
哈哈,版主好!
原理其實(shí)相當(dāng)簡單,實(shí)現(xiàn)成本也極低. 但網(wǎng)上搜不到的. 具體實(shí)現(xiàn)辦法卻要賣個(gè)關(guān)子了. 也可以說是咱的原創(chuàng).有二十七八年了. 當(dāng)年或現(xiàn)在的器件都能實(shí)現(xiàn). 關(guān)鍵是思路要對(duì)頭,實(shí)現(xiàn)辦法就可以有N種.
版主何不專門開個(gè)貼子號(hào)召一下,擺個(gè)擂臺(tái),看看是否有人能夠獨(dú)立發(fā)現(xiàn)解決問題的巧妙辦法. 真的很簡單. 但 做到必須先想到. 不必具體,說對(duì)思路就ok. 咱愿意任評(píng)委.
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同樣,咱在本帖中提到的另一個(gè)方法. 可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鉛電的去硫化功能.也是極簡單和極便宜. 對(duì)電池的保護(hù)效果根本就不是那些吹得“起死復(fù)生”的修復(fù)機(jī)能比(快速去硫的手段必然野蠻和效果往往是回光返照). 也不是網(wǎng)上傳說的用555的堆砌. 這個(gè)去硫, 也是可以眾人拾柴的集思廣議. 但就算思路對(duì)了,如何把握脈沖,取得好的效果就是另一層境界了.
但是再好的效果也只能是防患于未然,也不可能“長壽百歲”,只可能杜絕“硫化”和避免因硫化而引發(fā)的不可恢復(fù)的其他損壞, 卻無法包治百病. 現(xiàn)在把“去硫化”和“單格保護(hù)”兩者結(jié)合起來 ,就珠聯(lián)璧合,防范措施就很全面了. 再加上超前防御占了主動(dòng), 對(duì)鉛電的延壽效果絕對(duì)是空前的. 如果再注意選用先天就優(yōu)秀的電池. 電池長壽所要求的各項(xiàng)條件就都滿足了.
您這個(gè)想法不錯(cuò),看您的回帖是多年的老師傅,大師級(jí)別了,能這么認(rèn)真給初入門的講電池,驅(qū)動(dòng)電機(jī)的知識(shí)。上面一直把您當(dāng)我的同齡了,失敬失敬。 您提出的的這個(gè)想法不錯(cuò)。我聯(lián)系電源網(wǎng)的管理給點(diǎn)支持。我們這個(gè)版一直人氣不高,需要您這樣的人。
電動(dòng)車技術(shù)有很多地方迫切需要?jiǎng)?chuàng)新,也確實(shí)能夠創(chuàng)新,
前面說到的電壓檢測只是無意中偶而提起的毛毛雨. 去硫化意義重大但實(shí)施簡單. 另外提到的PAM可以改善電機(jī)啟動(dòng). 可以減少電池串?dāng)?shù)進(jìn)而為實(shí)現(xiàn)電池單格保護(hù)創(chuàng)造條件. 這種啟動(dòng)不但用于電動(dòng)自行車,功率再大點(diǎn)的車種更用得上.
要說這其中除為了善待電池免不了增加點(diǎn)成本外. 其他項(xiàng)目提升了性能后成本都還是可以持平.
有點(diǎn)辨別能力的人都可以確定前面提過的改進(jìn)都不至于空穴來風(fēng).
本來不想說的: 就是現(xiàn)在的電動(dòng)車無刷電機(jī)是絕對(duì)的“弱智”, 還連累了驅(qū)動(dòng)控制器也“弱智”了. 電動(dòng)車上,除了電池,就這兩樣重要了. 但這兩樣都是可以創(chuàng)新的, 都是可以大幅度的降低成本和大幅度的提升性能的. 比如,電機(jī)可以在同等條件下提升功率30%,加大力矩50%.成本反而可以便宜,制造也更方便. 控制器大幅度簡化. ......這些初聽匪夷所思,說破了就讓人恍然大悟,而且聽得懂的人不會(huì)少. 也就說明了前人有多古板. 需要反思.
一 : 電動(dòng)車全套革新后,即使實(shí)現(xiàn)電池單格保護(hù),總成本也不會(huì)高.性能卻上一層樓,電池耐用. 用戶開支下降. 也能讓更大功率的車種提前進(jìn)入實(shí)用階段,提早體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)意義.
二: 無刷電機(jī)廉價(jià)普及,取代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上大量的異步電機(jī),這個(gè)市場絕對(duì)巨大,要趕早占領(lǐng).
三: 電動(dòng)無人機(jī)上要是用上了功率增大30%的電機(jī), 同等條件下就可以多帶電池. 延長的續(xù)航時(shí)間是額外的. 德國人都得靠邊.
四: 隨便發(fā)揮想象力......
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zhenxiang 版主 委托你了. 去和論壇管理層聯(lián)系,組織一批精英探討一下可行性. 看看能否辦點(diǎn)實(shí)事. 我明白,這事不能再拖了.我一個(gè)人也是難以完成的. 也遠(yuǎn)遠(yuǎn)要不了這么一大塊.
首先感謝您的回復(fù)和對(duì)本版的支持。眾所周知現(xiàn)有的電動(dòng)車,影響性能,壽命,性價(jià)比,甚至大量推廣最大的因數(shù)是電池,其次控制系統(tǒng)和電機(jī)。(見陳老師的貼知道國人怎么被電動(dòng)汽車忽悠了嗎? )以及帖子(為什么電動(dòng)汽車在中國不能發(fā)展起來? )
目前動(dòng)力鋰電池,超級(jí)電容等受價(jià)格,容量,安全性限制還未能大量推廣,特別在電動(dòng)自行車,電動(dòng)小三輪之類對(duì)價(jià)格特敏感的應(yīng)用中鉛酸電池還是主流,基本上電池的價(jià)格占到整車價(jià)格1/3 而一般電池使用年限也就2年左右。所以為提高電池壽命各種的充電方法,各種使用方法涌現(xiàn)不斷。
如三段式充電法,串聯(lián)充電改并聯(lián)充電,短時(shí)高壓電流去極化,脈沖沖電,負(fù)脈沖放電,脈沖間歇檢測電池端電壓。單片機(jī)控制充電等等以及還有我沒聽過的。以及上貼網(wǎng)友提到的電池改為并聯(lián)升壓PAM調(diào)速對(duì)電機(jī)效率的提升,實(shí)際上就是對(duì)電池壽命和續(xù)航里程的提升。
歡迎并懇請(qǐng)對(duì)電池,電動(dòng)機(jī)有了解的高手對(duì)以上問題及其延伸提出自己的見解特別是可以實(shí)現(xiàn)并容易推廣的成熟方案技術(shù),大了說為了電動(dòng)車行業(yè)發(fā)展。小了說為使用電動(dòng)車代步和運(yùn)貨的底層人民延長電池使用壽命減少更換電池成本做出貢獻(xiàn)。歡迎跟帖
常用的48V電瓶是由4節(jié)12V串聯(lián)得來。如果改為并聯(lián)充電,充電不均衡問題會(huì)有很大改善的吧。
不贊成4節(jié)12V并聯(lián).
1 這種電池類型本身就是只追求容量不負(fù)責(zé)壽命的短視設(shè)計(jì).
2 12V一只的電池只有2條引線,無法對(duì)其中2V的單格實(shí)施監(jiān)控和救助.
可以尋找4-6只2V的單格電池,再串成8-12V. 瓦時(shí)數(shù)至少要夠,且越多越好.
電壓取高點(diǎn),升壓時(shí)效率就高,但要保護(hù)的單格也多了, 就要兼顧.還要迎合車身?xiàng)l件.