电动车充电器的原理及分类

2012-05-14 11:33:53来源: 互联网

充电器的分类
  用有、无工频(50赫兹)变压器区分,可分为两大类。货运三轮充电器一般使用带工频变压器的充电机,体积大、重量大,费电,但是可靠,便宜;电动自行车和电摩则使用所谓开关电源式充电器,省电,效率高,但是易坏。
  开关电源式充电器的正确操作是:充电时,先插电池,后加市电;充足后,先切断市电,后拔电池插头。如果在充电时先拔电池插头,特别是充电电流大(红灯)时,非常容易损坏充电器。
  常用的开关电源式充电器又分半桥式和单激式两大类,单激类又分为正激式和反激式两类。半桥式成本高,性能好,常用于带负脉冲的充电器;单激式成本低,市场占有率高。
关于负脉冲充电器
  铅酸电池已经有100多年的历史了,开始全球普遍沿引老的观点和操作规程:充、放电率为0.1C(C是电池容量)寿命较长。美国人麦斯先生为解决快速充电问题,1967年向全世界公布了他的研究成果,用大于1C率脉冲电流充电,充电间歇时对电池放电。放电有利于消除极化、降低电解液温度、提高极板接受电荷的能力。
  我国一些科技工作者在1969年前后,根据麦斯先生的三定律制作成功了多种品牌的快速充电机。充电循环过程是:大电流脉冲充电→切断充电通路→对电池短暂放电→停止放电→接通充电通路→大电流脉冲充电…… 
  2000年前后,有人将这一原理用到了电动车充电器中,充电过程中,不切断充电通路,用小电阻将电池短路瞬间,进行放电。短路时由于不切断充电通路,在充电通路中串连了电感。一般在1秒内短路3-5毫秒(1秒=1000毫秒),由于电感里的电流不能跳变,短路时间短促,可以保护充电器的电源转换部分。如果把充电电流方向叫正,放电自然为负了,电动车业就出现了名词“负脉冲充电器”,而且称可以延长电池寿命等等。

关于三段式充电器
  近几年,电动车普遍使用了所谓三段式充电器,第一个阶段叫恒流阶段,第二个阶段叫恒压阶段,第三个阶段叫涓流阶段。从电子技术角度针对电池而言:第一个阶段叫充电限流阶段,第二个阶段叫高恒压阶段,第三个阶段叫低恒压阶段比较贴切。第二阶段和第三阶段转换时,面板指示灯相应变换,大多数充电器第一、二阶段是红灯,第三阶段变绿灯。第二阶段和第三阶段的相互转换是由充电电流决定的,大于某电流进入第一第二阶段,小于某电流进入第三阶段。这个电流叫转换电流,也叫转折电流。
  早期充电器,包括名牌车配套的充电器,虽然也变灯,但实际是恒压限流充电器,并不是三阶段充电器。一般这类就一个稳定电压值,44.2V左右,对当时的高比重硫酸的电池还凑合。

关于三段式充电器的三个关键参数
  第一个重要参数是涓流阶段的低恒压值,第二个重要参数是第二阶段的高恒压值,第三个重要参数是转换电流。这三个重要参数与电池数目有关,与电池的容量Ah有关,与温度有关,与电池种类有关。为了方便大家记忆,下面以最常见的电动自行车(三块12V串联的10Ah电池)所用的三段式充电器为例简单介绍一下: 
  首先讨论涓流阶段的低恒压值,参考电压为42.5V左右。此值高将使电池失水,容易使电池发热变形;此值低不利于电池充足电。此值在南方要低于41.5V;胶体电池要低于41.5V,如在南方还要低一点儿。这个参数是相对严格的,不可以大于参考值。
  其次讨论第二阶段的高恒压值,参考电压为44.5V左右。此值高有利于快速充足电,但是容易使电池失水,充电后期电流下不来,结果使电池发热变形;此值低不利于电池快速充足电,有利于向涓流阶段转换。这个值虽然没有第一个值那样严格,但是也不要过高。
  最后讨论转换电流,参考电流为300毫安左右。此值高有利于电池寿命,不容易发热变形,但不利于电池快速充足电;此值低(对外行)有利于充足电,但是由于较长时间高电压充电,容易使电池失水,使电池发热变形。特别个别电池出现问题时,充电电流降不到转折电流以下时,会连累好电池也被充坏。给出的参考值有一定范围,正负50毫安  甚至100毫安都是允许的,但是不允许小于200毫安。
  目前,市场上出现了很多高恒压值为46.5V、低恒压值为41.5V、转折电流大于500毫安的反激式廉价充电器。
  如果是四块12V电池的充电器即48V充电器,前两个参数为前述电压参考值除以三乘以四。高恒压值为59.5V左右、低恒压值为56.5V左右。
  电池如果比10Ah大,将第三个参数电流值适当增大,例如17Ah电池可大到500毫安。
  买新充电器要检查三段式充电器的三个重要参数,用户一般可以自己测得第三阶段的低恒压值。方法是,不接电池,给充电器加市电,用数字万用表的200V直流电压档测充电器的输出电压。另两个参数高恒压值和转折电流一般需要专用工具才能测得。
  再补充一些正确的充电方法:1,变绿灯后再接着充2-3小时。2,原则是浅放(电)勤充(电),就是骑行不足够远,也要及时充电,避免放光再充电。3,长期不骑,要定期(2-3个月)充电一次。4,长期浅放的电池,3个月左右,作一次深放电,就是所谓放光再充电,有利于电池深部的长期不动的物质的活化。放光的意思是,骑到控制器电池欠压保护动作为止。

需要提醒客户几点
  1,一般新电池投入使用8-10个月后,要对电池进行检查和维护。
  2,一般名牌车配套的充电器是经过筛选的,通常不用测试,但是单独到市场上采购的非配套充电器,一定要进行前述三个参数的测试。
  3,有一种不带工频变压器的可控硅充电机,直接整流市电为电池充电,电流可到30A,电压12V-80V可调,未彻底切断市电前,千万不要摸电池,货运三轮使用这类充电机的客户特别要注意安全。

关键字:电动车  充电器

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2012/0514/article_15954.html
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