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一粒金砂(中级)

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蓄电池超快速充电设想与方案 [复制链接]

电动车电池能使用时间在两个小时左右,对用用户来说很不方便,外出时没电已很正常,要是我们有快速充电器,在电动车没电时可快速补充电能,要是能在1小时充入85%以上的电量,电动车外出时也不必担心没电了,
要让蓄电池那么快的充电,对充电器要求是非常高的,充电前期电流很大,对电池的温度严格控制,要是采用恒流直充电池是不行的,过大电流对电池会有损害。要是采用一定频率的电流充电还是可行的。
过大的电流是否会将电池损坏!电池的充放电与电池极板有很大的关系,铅布绕电池,要是使用不当相对其它电池来说寿命是相当短的,电动车电池为了加大容量,提高利用率,使用了很薄的极板,这样电池在过放电时难以恢复而损坏。
蓄电池可以在短时间以10C电流放电,那么充电应该也可以,要是以平均1.5C的电流充电,转化效率70%,那么电池可以在1小时内充满,问题是在于如何让电池能接受。————这不可能吗!!!
大电流充放电是否会对电池带来损伤?我认为还不能够笼统的作出一个结论。且不说启动电池的放电,就是说充电。国内多数都知道Mass定律,大电流充电在电池荷电容量较低的时候,是可以的,但是在充电后期是不行的。

充电后期,电池的充电接受能力大大下降,副反应增加。还是以大电流充电必然会导致对电池的严重损伤。同样,在电池荷电较多的时候,大电流放电也是可以的,但是到荷电不多的时候的大电流放电,也必然对电池形成严重的损伤。

Mass定律是以恒出气率为边界条件的,其实也是以电池副反应为边界条件的。在这个边界条件以下,可以进行边界范围以内的大电流充电。

另外,还要考虑的一个重要参数就是出气速率。我们知道,是否析气取决于电池的充电电压,析气量的大小取决于与充电电流。这样,小电流充电的初期速率低于大电流的出气速率,对正极板的损伤就小,反之,大电流充电副反应的出气速率就大。所以,会有大电流充电损伤正极板一说。

如果能够控制充电副反应就可以不断的采取最大电流的充电。我找到一种方法,采用分析充电曲线的方法来使充电电流自动的在副反应边界条件之下,可以采用最大电流充电。这就是正的dv/dt的方法。

铅酸蓄电池实现快速充电最重要的问题,除了需要增加电源的功率,提高输出电流以外,考虑最多的莫过于2个问题:电池的充电接受能力和电池发热。

考虑到电池在充电后期会产生激烈的副反应,其对策一个是避免,一个是缓解。
避免的方法是在电池进入激烈反应以前就进行控制,使电池不进入激烈费用区。但是,这种方法的充入电量少。第二个方法就是缓解激烈反应,其方法是降低充电电流,这样就形成了变流充电的模式。

避免电池发热的方法有2个,其一与上面讲的一致,缓解电池的副反应。其二就是采用去极化脉冲。依据热力学的Gibbs-Helmholz方程式,极板充电是放热,放电是吸热。在充电中增加放电脉冲,不仅仅可以缓解电池极化对充电的影响,而且会利用放电吸热来降低极板温升。

所以,要实现铅酸蓄电池的快速充电,采用负脉冲充电是必由之路。
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