铅酸蓄电池主要物质:硫酸铅PbSO4,水H2O,氧气铅PbO2,硫酸H2SO4,铅Pb
物理参数:电流I,电压U,内阻R,储电位{电动势}E,温升和析气电压Ux
储电量=充电量—析气功耗—内阻损耗:充电量=∫IUdt,∫IEdt=储电量 析气功耗,析气功耗=∫I²(U-Ux)dt ,内阻损耗=∫I²Rdt
放电量=储电量—内阻损耗:放电量=∫IUdt,储电量=∫IEdt,内阻损耗=∫I²Rdt
能量损耗转为热能,温度上升的后果:储电位下降,内阻上升,析气电压下降
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
新电池的单体储电位和内阻存在差别,随着充放电次数的增加,单体电池的物理参数和物质含量差别逐步发生变化
恒流储电模式充电电流恒定:单体电压,失水量,内阻和温升的差别逐步变大,单体PbSO4含量和H2SO4浓度的差别逐步变大
恒功率模式电流前高后低:单体电压,失水量,内阻和温升的差别变化很小,单体PbSO4含量和H2SO4浓度的差别变化很小
【1】储电期电流影响储电量和失水量
充电电压U=E IR;储电量=∫IEdt-析气功耗,析气功耗大失水多,能量损耗大温升高
1)储电前期:蓄电池储电位低内阻小,电压低于析气电压,储电量=∫IEdt
电流大的好处:∫IEdt大储电量多,后续储电位上升快储电能力强
2)储电后期:蓄电池储电位高内阻大,电压大于析气电压;能量损耗正比于电流的平方
电流小的好处:能量损耗小储电量多,温升低失水量少,电压上升慢储电时间长
3)转恒压储电位E=14.5–IR
电流小的好处:内阻分压低储电位高,储电时间长储电量多
4)恒压期电流 I={14.7–E}/R
储电位高和温升低的好处:电流下降快恒压时间短,析气功耗小失水量少,内阻上升慢
5)恒流储电模式:储电前期电流小,储电后期电流大,转恒压电流大,储电时间短储电量少,恒压时间长失水量多
6)恒功率储电模式:储电前期电流大,储电后期电流小,转恒压电流小,储电时间长储电量多,恒压时间短失水量少
【2】恒流模式充电的蓄电池寿命短
【恒流 恒压 浮充】三段式充电:充电电流设置不合理,单体充电电压差别大,储电时间短恒压时间长,低电压单体充电不足,高电压单体过度充电
1)储电期和恒压10分钟的单体电压上升量差别大;转恒压和恒压期的单体电压差别大;单体内阻,失水量,温升的差别大;单体PbSO4含量和H2SO4浓度的差别大
最低电压由新电池的14.50V逐步下降到小于14.45V:充电不足化学反应不充分,充电后PbSO4含量高;析气功耗小失水量少;内阻小温升低放电量多,放电后PbSO4含量高;单体电池的PbSO4含量高,容易形成硫酸铅晶体硫化,储电量随着硫化加深而下降
最高电压由新电池的14.75V逐步上升到大于14.80V:过度充电化学反应充分,充电后PbSO4含量低,析气功耗大失水量多;内阻大温升高放电量少,放电后PbSO4含量低;{失水多 PbSO4含量低}➡️H2SO4浓度高内阻大,储电量随着内阻上升而下降
2)硫化和内阻大共存缩短蓄电池使用寿命
充电电压小于14.45V的单体:PbSO4含量高硫化储电能力下降,酸浓度低内阻小,再充电电压上升慢,充电不足增加硫化加深
充电电压大于14.80V的单体:过度充电失水多,H2SO4浓度高内阻大,再充电电压上升快,过度充电增加内阻上升更快
硫化加深储电量逐步减少,内阻上升快储电量下降快,蓄电池硫化和内阻大共存,容量下降快使用寿命短
【3】恒功率模式充电的蓄电池寿命长
【恒功率 恒压 浮充】三段式充电:充电电流设置合理,单体充电电压差别小,储电时间长恒压时间短,低电压单体充电足,高电压单体过度充电少
1)储电期和恒压13分钟的单体电压上升量差别小;转恒压和恒压期的单体电压差别小;单体内阻,失水量,温升的差别小;单体PbSO4含量和H2SO4浓度的差别小
单体电池的最低电压大于14.55V:充电足内阻小充电量多;能量损耗小储电量多;失水量少内阻上升慢;内阻小温升低放电量多;内阻缓慢上升容量缓慢下降
单体电池的最高电压小于14.90V:过充少内阻大充电量多;能量损耗大储电量少;失水量多内阻上升快;内阻大温升高放电量少,内阻正常上升容量正常下降
2)零硫化内阻上升慢延长蓄电池使用寿命
内阻小单体:充电电压大于14.55V,再充电电压还是大于14.55V,充电足失水比较少,内阻缓慢上升,储电量缓慢下降
内阻大单体:充电电压小于14.90V,再充电电压还是小于14.90V,过充少失水比较多,内阻正常上升,储电量正常下降
低电压单体充电足零硫化,储电量下降不受硫化影响,高电压单体过充少正常失水,蓄电池容量下降慢使用寿命长
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