电动车阀控式铅酸电池充电粗浅分析

摘 要：由于阀控式铅酸蓄电池的硫酸浓度不同浮充时的天气变化也不是一个恒定的值，一个电池的浮充电压设置应该是一个随酸浓度变化以及天气变化的一个变量而不是一个恒定的量。通过一定的实验说明了市场上普遍设计的阀控式铅酸蓄电池的浮充电压与后来实验的充电器设置的浮充电压充电对比存在电池放电容量的差别。过充电的危害实验数据放电时间對比能看得出来并非是充电的时间越多蓄的电越多从实验数据证实理论上的分析。

关键词：浮充电压;单格电压;硫酸;水;板栅

Abstract：Because the weather change of VRLA batteries with different sulfuric acid concentration is not a constant value，the floating charge voltage of a battery should be a variable with the change of acid concentration and weather rather than a constant quantity. Some experiments show that the floating charge voltage of VRLA batteries commonly designed in the market is different from that of the later chargers. It can be seen from the comparison of discharge time of overcharge hazard experiment data that it is not the more charging time，the more electricity stored. The theoretical analysis is confirmed by the experimental data.

Keywords：Floating charge voltage;Single cell voltage; Sulfuric acid; Water;Grid

铅酸蓄电池的电动车的电池都是不平衡的，由其是电动车使用一段时间以后，由于电池内部的水的流失，电池的硫酸浓度增大电池的电压也就不可能达到理论的设计电压。而传统的电动车充电器虽然是三段式充电器，但是设定的电压也是气温是25℃，理论上的电压，由其是自然的变化，电动车的蓄电能力很难达到用户的使用要求，没有达到蓄电能力的最佳效果。由其是寒冷的冬天，电动车的电池达不到25℃的时候，电池的放电能力就达不到标准的容量，很多电动车就是在天冷的时候更换电池的多。如果我们给电池适当的提高电压，电池的温度就会适当的升高。那么行驶的续航能力就比较多一点，理论计算单格电池的电压是可以达到2.45V，电池的反应条件都是考虑在温度25℃的情况下设计的。那么随着温度的升高和下降，充电器的电压应该是一个变量。设计的充电器的浮充电压都是按照单格电压2.3V，一块6-zdm-20的电池的电压就是13.8V来设计计算的。针对这种情况我们先进行实际操作，进行过提高电压试验，在对这一情况进行理论求证。虽然没有精确的精密仪器的检测，但是希望通过实验，能够在新能源的电动车科学，有一个较好的进步的帮助。

1 电动车电池充电的原始容量的检测

实验针对的是阀控式铅酸蓄电池，一般市场上使用的电池是60V20AH的充电器，充电器开路电压是69V。我们从使用的电动车随意试验一组60V20AH，电池的使用年限已经超过了一年我们拆除电池按照线路图1-1安装充电，

电压表的使用是数字式电压表，接上交流电源，电池的充电器的读数是60V20AH。充电器的开路电压是69V我们接上电池，断开充电器得出的电压是62V。接通充电器和电池，开始给电池充电，电池的电压从62V慢慢升到69V，充电器并没有转移69V的浮充。通过电压表发现，充电的电压表从69V，继续上升到74V的时候。充电器才变成绿灯转入69V浮充，充电器风扇停止转动。拆除充电器使用10A电池的放电仪放电。检测出放电的时间如表1-1。

2 阀控式铅酸蓄电池改变浮充电试验

通过调节充电器控制电压的电阻，改变浮充电压。按照上图的安装设置后，我们把充电器用开始电压是69V充电到变绿灯后的浮充状况的模式后，由原来开路电压是69V调节到升高到72V的开路电压，按照图1-1进行充电试验，原来开路电压是69V充到74V，从并联的数字式电压表可以看出充电器才变灯转入浮充，现在开始电压是72V，那么从图1-1的数字式电压表中可以看到充电电压达到77V的时候，经过一段时间的充电后，充电器才变绿灯，转入浮充模式电压表显示72V，继续调节充电器的电阻改变充电器的开路电压，由原来的69V增加8V得到77V，按照图1-1接入电池充电，电池同样可以增加电压，一直升到82V充电变成绿灯转移77V的浮充模式，不过从69V浮充模式调整到77V的浮充模式的时候就多充了28分钟，电池也不见明显的温度升高，电池是同样的，电池不经过其他处理，拆除充电器同样用10A的放电仪放电，得出的结果我们是原始电池，同后面个列成同样一个表1-2，从列表中可以看出，电池放电时间，最后一种充电模式就是用开路电压是69V，充电到变绿灯后在开路电压是69V加12V，也就是81V，使电池充电发热两个小时以后检测的结果。

3 阀控式铅酸电池原来设计的浮充电压的理论依据

有资料显示电池的浮充电压间隔不得超过2.15V～2.2V，而另一份资料的形式说明，浮充电压可以达到2.3V就单格电压，如果超过这个浮充电，板栅的腐蚀现象加剧，并没有数字说明，也没有图标显示，就算是超过2.3V这个浮充电压以后腐蚀加剧，那么这2.3V以前板栅就不可能不腐蚀，按照这个数字计算下来阀控式铅酸电池6-dzm-20他是6个单体电池，每一块电池的浮充电压2.3V，6块就是13.8V，那么60V20AH的充电器按这个计算就是13.8x5=69V，充电器的开路电压就是充电器的浮充电压，浮充电压也决定电池的充电电压即充电时间，从前面的试验可以看出单个电压是2.3V电压增加0.1V，单个电压2.4V充电器的开路电压就是72V，在试验充电时，充电器同样可以充电达到77V再转入72V进行浮充，电池的不良充电就是电池温度不能超过40℃，阀控式的阀门排气多，不过我的单个电压只增加了0.1V也就是2.4V，增大原来的浮充电压也不存在于对电池的过充电。我们在原来60V20AH的充电器中的开路电压是69V我们增加8V也就是77V，用在5个串联电池的充电当中计算下来每一个单格电池电压是2.53V，相对资料显示的电压高出了0.3V～0.38V，电池的电压一直压到82V，充电器同样变绿灯转移77V浮充，按单个电压2.53V计算由V=d+0.84计算电压和硫酸浓度，那么我们得出它的硫酸浓度就是1.68，与浓硫酸1.83的数值相比之下水还是占有一定量的。

4 閥控式铅酸蓄电池水的循环

只分析充电情况，那么得出正负极板的方程式为：

正极反应式：PbSO4+2H2O==PbO2+3H+HSO4+2e

负极反应式：PbSO4+H+2e==Pb+HSO4

充电充到后期的时候PbSO4都变成了Pb和PbO再继续充电，我们的化学方程式只能是水解，正极反应方程式就是H2SO4+PbO2+H2O==PbO2+2H+1/2O2+H2SO4+2e反应式的正极板和硫酸都不变。只是产生了氧气。氧气通过超是玻璃纤维。隔板扩散到，负极的表面又产生化学方程式Pb+1/2O=PbO

生成的。PbSO4在充电时重新转并为海绵状的Pb，2H+PbSO4+2e=H2SO4+Pb正极要失去2e就在负极得到2e，这个电子的运动就是要求外电源提供的，在负极生成的水又扩散到正极又进水解，前提是没有PbSO4进行的电化反应，在负极O是从正极获得的能源，在同Pb进行氧化反应时后就生成了新的化学键。肯定有热量释放。不要理解为电流通过电池，电池有电阻，把热能看成是电池的电阻丝而产生的热能，道理很简单，正极的O是外部的电能获得的能源，再到负极变成水的时候，不可能没有热量产生，充电的后期就是变成气，气变成水而产生热量。只要温度控制得好热有时候不可怕的，在天气冷的时候还可以增加电池的反应能力，但是温度超过40℃的时候我们的板栅的腐蚀就特别快。

5 过充电的危害

从阀控式铅酸蓄电池充放电的实验中可以看到最后一种状况，也就是60V20AH的电池在使用开路电压是69V，充满以后再把电压增加12V充电让电池发热两小时后在进行放电检测，有些电池虽然放电时间增加了但是最后有一个电池的放电时间只能减少不能增加，这又怎样解释呢？铅酸蓄电池正负极板充电的前提条件是有水，如果水不断减少的时候或者水的扩散速度不到位的时候，那么针对正极的充电就得出这样一个化学关系式，硫酸电解后的氢获得电子后变成氢气而SO4则同Pb产生PbSO4.硫酸电解后硫酸就减少了，电池的放电容量从何而来？从充电时候放出的氢要在电池那同氧合成水，电池内不具备燃烧的条件那么只能是电解一个氢，氢分子就少一个，硫酸分子少一个。剩余的SO4离子自然同Pb复合成PbSO4.这种物质太多了，没有硫酸也就是干枯的负极板，从实验的表中只能看出容量下降，其原因就是硫7酸的电解后产生的后果，在这方面我们没有实际的数字和实验证明，那只能从理论上这样推测。实际应用中也有这种情况一部电动车1次充电，续航距离只差一公里就到达目的地了，改用更长时间的充电，给电动车充电打10个小时，结果第2次续航距离都不只差一公里到达目的地了，而是相差10公里的续航距离。这个实例就是真实的过充电中产生的恶性循环，从上面的理论解释就是硫酸被电解了，硫酸的氢不见了，负极板硫酸盐化也就变得更加干枯了，硫酸相对少了，哪来的续航容量？

6 总结

浓度不是一个恒定的值，按照单格电压的公式：V=d+0.84计算就是一个不定值，一些资料强调浮充电压过高就会腐蚀电池中的板栅，那么就是按照这样设计的浮充电压也没有什么证据对板栅不怎么腐蚀，任何事物不能以固定的一个量去适应一个变化的量。能够把电动车电池电充满，在冬天的时候电池有点温度，在夏天的时候电池不会过热膨胀这样电池的容量使用才能更持久

参考文献

[1] 朱品才，张华，薛观东，阀控式密封铅酸蓄电池的运行与维护[M]，人民邮电出版社，2006

[2] 朱松然，铅酸蓄电池技术[M]，机械工业出版社，1988

[3] 张新德等编著，电池保养维修与再生即时通[M]，机械工业出版社，2009

作者简介：李尚仁（1996-），男，广西南宁人，壮族，专科，研究方向：电池修复研究。