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单体物质含量差别大导致铅酸蓄电池使用寿命短

能源评说(稿源) 2023-2-15 13:59 No.2591

铅酸蓄电池由几只12V的单体电池串联,通常采用【储电+恒压+浮充】三段式充电,单体电池的合理充电电压=14.60V~14.80V

传统充电器采用【恒流模式储电】,新型充电器选用【恒功率模式储电】,试验结果表明:

恒流模式充电:新电池储电时间短,恒压时间长,单体电压介于14.50V~14.80V;充放电次数增加,最低电压逐步下降【小于14.40】,最高电压逐步上升【大于14.85】;容量下降快,储电期缩短,恒压期延长

恒功率模式充电:新电池储电时间长,恒压时间短,单体电压介于14.55V~14.90V;充放电次数增加,最低电压变化小【大于14.55】,最高电压变化小【小于14.90】,容量缓慢下降,储电期缩短,恒压期缩短

蓄电池容量下降快的根本原因:单体PbSO4含量和H2SO4浓度的差别大

【1】蓄电池容量下降说明

蓄电池充放电过程主要物质化学反应方程式

PbSO4+2H2O+PbSO4==PbO2+2H2SO4+Pb

新电池的单体储电位先天存在差别:储电位比较高的单体,PbSO4和H2O含量低,H2SO4含量高,对应的内阻比较大;储电位比较低的单体对应的内阻比较小。充放电次数增加:

充电电压小于14.45V:充电不足储电量少,内阻小放电量多,充放电后PbSO4含量高形成硫酸铅晶体,硫化导致活性PbSO4减少,容量随着硫化的加深而下降

充电电压大于14.85V,过度充电失水量多,内阻大放电量少,充放电后H2SO4浓度高内阻上升快,容量随内阻上升而下降


单体物质含量差别大导致铅酸蓄电池使用寿命短

【2】蓄电池充放电过程说明

充电电压U=E+IR,转恒压储电位E=n×14.5-IR,恒压期电流 I ={n×14.7-E}/R

储电期电压:前期上升慢,后期上升快,硫化单体电压上升慢,内阻大单体电压上升快

转恒压时:恒流模式电流小,储电位高储电量多;恒功率模式电流大,储电位低储电量少

恒压期电压升降:储电位高和温升高上升多;储电位低和温升低上升少或者反而下降

恒压期时间:硫化导致储电位下降多内阻上升少,电流下降慢恒压时间长;零硫化储电位下降正比于内阻上升,电流下降快恒压时间短

放电电压U=E-IR:内阻小单体温升低放电量多;内阻大单体温升高放电量少

能量损耗转为热能,电池温度上升的后果:储电位下降,内阻上升,析气电压下降


单体物质含量差别大导致铅酸蓄电池使用寿命短

【3】充电方法影响电池寿命

储电量=∫IEdt-析气功耗=∫IUdt-【析气功耗+内阻损耗】,析气功耗=∫I²(U-Ux)dt ,内阻损耗=∫I²Rdt,以12V20ah充电器为例

恒流模式:储电期电流3.0A➡️3.0A;前期电流小储电能力弱;后期电流大能量损耗大;转恒压储电位低;储电时间短储电量少;恒压时间长失水量多;内阻上升快蓄电池寿命短

恒功率模式:储电期电流3.2A➡️2.6A;前期电流大储电能力强;后期电流小能量损耗小;转恒压储电位高;储电时间长储电量多;恒压时间短失水量少;内阻上升慢蓄电池寿命长


单体物质含量差别大导致铅酸蓄电池使用寿命短

【4】恒流充电单体物质含量差别大

新电池状态假设:1#储电位高对应的内阻大;5#储电位低对应的内阻小

1#内阻大:温升高放电量少;充电电压上升多储电量多;析气功耗大失水量多

储电多放电少,H2SO4浓度逐步提高,失水量,温升和充电电压逐步上升

新电池储电位下降慢,充放电次数增加,内阻上升快,储电量随内阻上升而下降

5#内阻小:温升低放电量多,充电电压上升少储电量少,析气功耗小失水量少

储电少放电多,PbSO4含量上升逐步硫化,失水量减少,充电电压下降

新电池储电位下降快,充放电次数增加,内阻变化小,储电量随硫化加深而下降


单体物质含量差别大导致铅酸蓄电池使用寿命短

【5】恒功率充电单体物质含量差别小

新电池状态假设:1#储电位高对应的内阻大;5#储电位低对应的内阻小

1#内阻大:温升高放电量少;充电电压上升少储电量少,析气功耗大失水量比较多

储电少放电少,电压和PbSO4含量升降少,失水比较多,H2SO4浓度上升比较快

新电池储电位下降慢,充放电次数增加,内阻正常上升,储电量随内阻上升而下降

5#内阻小:温升低放电量多,充电电压上升多储电量多,析气功耗小失水量比较少

储电多放电多,电压和PbSO4含量升降少,失水比较少,H2SO4浓度上升比较慢

新电池储电位下降慢,充放电次数增加,内阻缓慢上升,储电量随内阻上升而下降


单体物质含量差别大导致铅酸蓄电池使用寿命短

【6】蓄电池寿命影响因素

蓄电池的寿命取决于:电动车的放电电流,蓄电池的储电量,硫化速度和内阻上升速度

内部影响因素:蓄电池重量和电动车性能

外部因素:行驶阻力,充电习惯和充电方法


单体物质含量差别大导致铅酸蓄电池使用寿命短

【7】恒功率充电器实体店

48V20ah,60V20ah和72V20ah的恒功率充电器已经批量生产,其它规格的产品将陆续推出,感谢大家的支持和信任!


单体物质含量差别大导致铅酸蓄电池使用寿命短


文章来源【DUI结构新型变压器】版权归原作者所有
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