电动车电瓶科学论文
电瓶在长时间使用后容量会下降，对其原因进行分析，主要是电瓶搁置的时间过长，出现了硫化现象，存放的温度过高以及充电过量等。小编整理了电动车电瓶科学论文，欢迎阅读!
电动车电瓶科学论文篇一
电瓶维护和充放电装置的制作及运用
摘 要：电瓶在长时间使用后容量会下降，对其原因进行分析，主要是电瓶搁置的时间过长，出现了硫化现象，存放的温度过高以及充电过量等。文章对解决电瓶容量下降的方法进行分析，研究了电瓶的存放温度与存放时间之间的关系，给出了对应的解决方法;针对其中的全充全放电修复法研制了相应的充放电装置。
关键词：电瓶维护;放电装置;电瓶容量
引言
使用不当或是维护保养不合理都会造成电瓶的损坏，给工厂的生产造成不便。电瓶容量的下降使用万用表无法测量出来，这样一来，常常会造成容量不足的电瓶被使用于生产中。对此，需要采用大功率充放电设备对电瓶进行充放电，对电瓶容量进行修复，并且检测电瓶容量，从而使之满足生产需要。
1 电瓶容量下降原因
对使用中的电瓶容量下降导致损坏的原因进行分析，主要包括：极板出现硫化现象、存放的温度太高、存放的时间过长、放电后没有及时进行充电，充电过量等。其中，对于铅酸电瓶来说，其电极采用的是铅及其氧化物，其电解液是硫酸溶液。当电瓶出现极板硫化时，在正极板上会出现二氧化铅，同时在负极板上出现海绵状铅;电平在放电过程中，两个极板都会被硫化[1]。在正常情况下，铅酸电瓶放电不宜过度，否则，其中的细小硫酸铅晶体将会凝结成较大的晶体，最终附着在极板上，增大极板的电阻，它在充电过程中难以恢复原状，造成电瓶的容量降低，同时缩短电瓶的使用寿命。造成极板硫化的原因包括：电瓶在初次充电时没有充够，或者是在初次充电时，间断的时间较长;电瓶长期充电不足;电瓶放电后没有进行及时充电;经常对电瓶进行过量充电;电瓶中电解液的浓度过大;电瓶长期没有使用，搁置的时间太久;电瓶放置的环境中温度过高等[2]。
分析环境温度与电瓶放置时间之间的关系。一般情况下，铅酸电瓶长时间存放于放电状态下，在其极板上会出现硫酸铅晶体，它具有绝缘的作用，将会对电瓶的充电能力造成较大影响，硫酸铅晶体越多，电瓶的充电能力下降得越快。电瓶在存放过程中容量自动减小的现象被称为：自放电现象，它代表了电瓶的荷电保持能力。采用规定时间内电瓶自放电占总容量的比例来表示自放电率。电瓶存放的时间与温度具有较为密切的关系。当升高环境温度，电瓶的自放电率会升高，电瓶的存放时间就会减小。表1给出了电瓶在不同温度下的存放时间[3]。
表1 电瓶在不同温度下的存放时间
2 修复电瓶容量的方法
通过对电瓶容量下降原因的分析，本节给出了几种修复电瓶容量的方法：(1)脉冲修复法。采用脉冲修复法的主要机理是消除电瓶硫化。在修复电瓶的过程中，根据产品体现出的功能需要，采用60-300V之间的瞬时电压，并保证足够短的脉冲宽度和较大的占空比，就能够实现大硫酸铅结晶的击穿没，此时，微充电现象无法形成析气，阻止了电瓶出现硫化现象;(2)强电修复法。这种方法是利用充电过程中的持续高电压以及大电流对电瓶进行修复。就前者来说，它利用的是高于电瓶标称电压1.3～1.5倍的电压进行电瓶修复，在此过程中，要保证充电时间不宜太久，防止电瓶因为析气现象而发热，这种方法在极板软化程度较低的电瓶中具有较好的修复效果;对于后者来说，它利用的是高于平时充电电流的1.5～2.0倍的电流进行电瓶修复;(3)全充全放电修复法。在这种方法中，首先将电瓶充满电，然后进行充分放电。这种方法对于轻度损伤的电平来说，具有较好的修复效果，同时对于轻度硫化的电平来说，它可以将其中的活性物质充分激活，有效提高电瓶的容量，采用这种方法的关键在于放电要充分[4]。
3 研制充放电装置
针对全充全放电修复法，现对相应的充放电装置的研制进行分析。首先分析充放电装置的指标设计，图1给出了在25℃时，在不同放电倍率下，铅酸电瓶的放电特性曲线，其中，C表示20小时的额定容量，当没有特殊标注时，C表示电瓶的额定容量。如：对于ES系列的阀控式密封电瓶来说，其额定容量是按照20小时率电流放电至1.75V/单体来计算的。从图1可以看出，当增大放电倍率时，放电的时间也会大大缩短，否则，放电的时间会增长。在设计电瓶充放电装置的过程中，应该根据电瓶的具体情况，缩短充放电的周期，通常会选择0.1-1C的放电倍率[5]。
图1 铅酸电瓶放电特性曲线(25℃)
接下来是进行充放电装置的制作。要采购专用元器件会较为困难。因此，选择较为常见和易于购买的元器件进行电路的制作。在充电部分，采用可调压和大电流的电瓶充电机;在放电控制上，采用稳压二极管实现稳压，在通断控制上，采用继电器;在选择放电负载上，采用汽车大小灯，并且通过串并联的方式来调节功率大小;选择时间计时器时，可以选择微型闹钟的响铃;在放电回路中串联入30A的电流表对放电电流进行监视;采用摩托车电子调节器中的单触点继电器作为继电器。在此过程中要注意：不能无限增加放电负载，要保证满足电平的检测放电电流，同时也应该符合继电器能够承受的电流，选择合适的放电负载。图2给出了电瓶充放电装置连接示意图。在计算中，截止电压按照10.8V来计算。
图2 电瓶充放电装置示意图
4 结束语
对于电瓶来说，制作和使用相应的充放电维护装置，能够对众多电瓶进行修复，有效提高电瓶的容量，满足设备的需要，为生产的顺利进行提供保障，实现降低成本的目的，同时也为今后再出现类似问题提供思路。文章对解决电瓶容量下降的方法进行分析，研究了电瓶的存放温度与存放时间之间的关系，给出了对应的解决方法;针对其中的全充全放电修复法研制了相应的充放电装置。
参考文献
[1]包有富，等.深循环用铅酸电瓶充电模式的探索[J].电瓶，2002，(1)：15-17.
[2]雷在明，等.铅酸型免维护电瓶惰化问题的快速修复技术[J].石油仪器，2002，16(3).
[3]胡信国，等.铅酸电瓶过放电后容量恢复性能研究[J].电瓶，2001，(4)：29-31.
[4]张树永.铅蓄电瓶正极活性物质软化脱落机理的研究进展[J].电源技术，1994(6).
[5]潘香英，等.阀控铅酸蓄电瓶早期容量衰减的研究进展[A].第二十七届全国化学与物理电源学术年会论文集，2006.