快速充电在铅酸蓄电池测试中的应用

1、快速充电在铅酸蓄电池测试中的应用马以春（盐城师范学院）摘要：铅酸蓄电池在各个领域都得到了很好的应用，测试铅酸蓄电池的容量和寿命是检测和维护蓄电池的重要工作，而要测试准确的数据需要较长的时间。研究表明，运用快速充电和恒流放电方法可以缩短测试时间，又能准确地测量蓄电池的寿命和容量，为判断蓄电池的容量和维护提供依据。关键词：快速充电；铅酸蓄电池；恒流放电；行业标准；检测1前言随着电动车的逐步普及，电动车用铅酸蓄电池得到了广泛的应用。在实际使用中，除去电池本身质量因素外，由于充放电控制不合理以及维护和使用不当而造成电池提前报废的案例占了很大的比例。2运用快速充电和恒流放电方法检测蓄电池的寿命2. 1蓄

2、电池寿命的检测无论是蓄电池的质量还是充电器性能的优劣最终均归集为铅酸蓄电池的使用寿命，比较电动助力车用密封铅酸蓄电池(JB/T10262-2001 和电力助动车专用蓄电池DB31/202-1997标准，它们具有等效性，但DB31/202-1997更易操作，我们采用DB31/202-1997的标准做循环寿命测试。按照现存的充电方法做循环寿命测试，每次循环要10多h ，做一个完整的循环寿命测试需用1年左右的时间。而我们采用慢脉冲快速充电方法做循环寿命测试，每24h 可做45次循环以上，做一个完整的循环寿命测试只需用3个月左右的时间，这就为测试铅酸蓄电池循环大大地缩短时间，为研究蓄电池寿命提供了极大

3、的方便。2. 2试验方案设计方案1：做70%DOD ，DB31/202-1997的标准，在自然环境温度下，对36V10Ah 铅酸动力蓄电池做循环寿命试验，充电采用慢脉冲快速充电方法，最大充电电流9.2A ，充电结束即按6.6A 恒电流放电1h ，每隔25次按0.5CA 电流放电到10.5V ，计算出蓄电池的容量，记录数据，并绘成曲线，直到蓄电池的容量低于额定容量的70%，认为蓄电池寿命结束。记录蓄电池的循环次数，即为寿命。方案2：做100%DOD ，恒温25，对36V10Ah 铅酸动力蓄电池做循环寿命试验，充电采用慢脉冲快速充电方法，最大充电电流5.2A ，充电结束即按5.0A 恒电流放电，每

4、次放电至有一只蓄电池达到保护电压10.5V ，连续循环直到有一只蓄电池的容量低于额定容量的70%，认为蓄电池寿命结束。记录蓄电池的循环次数，即为寿命。2. 3试验仪器设备配置及校正为研究蓄电池的寿命，我们专们研制了自动 2009第7期LECTRIC电动自行车ICYCLE B 29循环仪，该循环仪由微机控制，主要硬件和功能分别是：充电装置，采用慢脉冲专利技术研制出的快速充电器，充电电流在0.5CA 以上；放电装置采用恒流放电；用RM417数据采集卡每秒采集一次充放电电压和电流值；控制卡用RM440，采用双路控制，控制充、放电和寿命循环结束；通讯采用RM450和计算机的串口进行通讯，将采集到的数据

5、传输给计算进行储存、计算和打包，同时根据分析控制充放电和循环结束；运用霍耳传感器对电流和电压进行采集，达到隔离大电流和高电压保护采集卡的目的；校正系统运用0.2级的电压表和电流表对实际电压、电流进行测量，再同计算机上显示值逐点比较，使整个测试系统达到0.5级的计量要求。2. 4软件的功能测试仪的软件是用Visual Basil6.0语言开发的，由于测试时间长，一般需要4个月，具有周期性，我们将每一个周期的数据打包，以文件的形式存储到硬盘上，以备查询，同时也保证数据的安全性。功能：历史查询，此功能实现查询过去时间内系统存储的数据文件，以实时曲线形式显示的充电和放电的电流、每只电压曲线，从每只蓄电

6、池的电压曲线上可以准确地判断蓄电池的一致性。容量分析，显示70%DOD 每25次所测蓄电池的容量或100%DOD 每次容量。2. 5循环寿命测试用慢脉冲快速充电和恒流放电方法做循环寿命试验，按方案1做的36V10Ah 铅酸胶体电池的70%DOD 循环寿命曲线如图1，按方案2做的36V10Ah 铅酸胶体电池100%DOD 循环寿命曲线如图2。如图1、图2所示，历经4个多月，运用快速充电和恒流放电方法对铅酸胶体电池测试的70%和100%DOD 的寿命曲线。可以看出蓄电池深循环使用的寿命比浅循环使用短得多；蓄电池使用后期容量衰减比较快；图1做循环寿命测试时没有恒温控制，温度对蓄电池容量有很大的影响。

7、3运用快速充电和恒流放电方法检测蓄电池的容量检测蓄电池的容量是为了判断蓄电池的好坏和一组蓄电池的一致性，达到保障使用的目的。电池检测比其他检测费时和麻烦，按DB31/202-1997标准，可检测这几个项目：（1）2h 率容量。对一组用快速充电充足电的蓄电池，充电曲线如图3，用0.5CA 的电流恒流放电到单只电池的电压10.5V ，记录放电 时间，计算每只蓄电池的实际容量，低于额定容图170D O D 铅酸胶体蓄电池循环寿命曲线图2100D O D 铅酸胶体蓄电池循环寿命曲线2009第7 期LECTRIC电动自行车ICYCLE B 电动自行车30量的70%电池就不可再用。如对12V10Ah 的电

8、池放电电流是5.0A ，额定放电时间为120min ，低于84min 就不可再用。（2）电池的均衡性。新电池的均衡性比较好，使用一段时间以后，均衡性就变差了，严重时用电压表直接测量电压的方法就可以判别出来，测容量时可以准确反映蓄电池的不一致。放电时间一般相差3min 以内，相差10min ，不均衡就非常严重了，就要设法补救，否则一组VRLA 电池离报废时间就不远了。如图4下端是恒流放电曲线，上端是电压曲线，在电压曲线上可以明显地看到，有一只电池电压过早地下降，最先下降到10.5V ，就可以判断这只电池有故障，必须进行处理。检测到不合格的电池，如果换一组新的电池成本高，而且大多数只有一只电池损坏

9、，可以采用换一只电池的方法，更换的单只电池必须和其他两只容量相匹配，也就是容量相近，否则达不到更换的效果。我们在实践中摸索出一套有效的方法，具体的做法是用快速充电方法将一组蓄电池电充满，然后按0.5CA 单只蓄电池放电，即10Ah 容量的蓄电池用5A 恒流放电，从两个角度比较：一是比较放电时间，标准是放电时间均在84min 以上，低于84min 的蓄电池已经寿命结束，不可直接使用，可以进行修复或报废，高于84min 的蓄电池都可以使用；二是比较放电时间的差异，标准是最短放电时间的蓄电池和平均放电时间比较，在95%以上可以使用，或者用最短放电时间的蓄电池和最长放电时间的蓄电池比较在92%以上也可以使用。如果不在标准范围之内，需更换蓄电池或对落后的蓄电池进行容量恢复。经过更换或处理后的蓄电池仍然需要配组，保证更换的蓄电池的一致性。将检测到可用的蓄电池进行编号，找出容量在90%额定值以上的蓄电池，再将容量在90%额定值以下的蓄电池进行容量恢复，容量恢复到90%额定值以上的蓄电池建立电池库，作为可再使用电池。容量恢复不到90%以上的或有明显物理损坏的蓄电池就得报废回收。把检测的技术数据标在蓄电池上作为配组和更