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蓄电池超快速充电设想与方案

电动车电池能使用时间在两个小时左右,对用用户来说很不方便,外出时没电已很正常,要是我们有快速充电器,在电动车没电时可快速补充电能,要是能在1小时充入85%以上的电量,电动车外出时也不必担心没电了,
要让蓄电池那么快的充电,对充电器要求是非常高的,充电前期电流很大,对电池的温度严格控制,要是采用恒流直充电池是不行的,过大电流对电池会有损害.要是采用一定频率的电流充电还是可行的.
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abt-bj
LV.9
2
2005-01-26 16:58
必须采用脉冲充电.没有去极化的恒流、变流充电都不行.
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abing
LV.8
3
2005-01-26 17:21
@abt-bj
必须采用脉冲充电.没有去极化的恒流、变流充电都不行.
你今天说过,只能充到50-60%那是在恒流充电的条件下吗!
对于12AH的电池脉冲100A充电,电池会不会发生损坏.要是可以充.那么电能转化效率多高,
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2005-01-26 17:26
问题是这么大功率的(输出500W以上)充电器造价不菲啊,用户肯买吗?
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2005-01-26 17:27
@abing
你今天说过,只能充到50-60%那是在恒流充电的条件下吗!对于12AH的电池脉冲100A充电,电池会不会发生损坏.要是可以充.那么电能转化效率多高,
12AH的电池无法承受100A的电流吧?
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abing
LV.8
6
2005-01-26 17:36
@水穷云起
问题是这么大功率的(输出500W以上)充电器造价不菲啊,用户肯买吗?
做一个500W的电源,成本已不是一个问题,
关建是能让蓄电池不损坏的情况下充进电量,要是可行的话让你多花50元也可以吧!难道让电动车锻炼自己的脚.
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2005-01-26 17:39
@abing
做一个500W的电源,成本已不是一个问题,关建是能让蓄电池不损坏的情况下充进电量,要是可行的话让你多花50元也可以吧!难道让电动车锻炼自己的脚.
不可能吧!除非不用铅酸电池.

铅酸电池历史很久远了,可以的话,早就开发出来了.
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abt-bj
LV.9
8
2005-01-26 17:46
@abing
你今天说过,只能充到50-60%那是在恒流充电的条件下吗!对于12AH的电池脉冲100A充电,电池会不会发生损坏.要是可以充.那么电能转化效率多高,
是恒压限流状态的.到电池发生副反应的时候的电池充入电量.

目前国内的电池基本上都不允许这样充电,我试验过充电的极限状态,如果采用5C充电,仅仅能够充入到30%~40%的电量就到产生严重副反应区域了.

大电流充电,必须避开副反应.否则大电流对电池的伤害就非常严重.
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abt-bj
LV.9
9
2005-01-26 17:48
@huzhiyuan0
不可能吧!除非不用铅酸电池.铅酸电池历史很久远了,可以的话,早就开发出来了.
现在有可以快速充电的铅酸蓄电池是英国霍克的和美国奥铁马的.可以做10C充电.电池与目前的铅酸蓄电池结构完全不同.也就是铅布卷绕电池.中国的一些资料说,管形电池也可以,但是我没有做过这个试验.
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abing
LV.8
10
2005-01-27 08:45
@abt-bj
现在有可以快速充电的铅酸蓄电池是英国霍克的和美国奥铁马的.可以做10C充电.电池与目前的铅酸蓄电池结构完全不同.也就是铅布卷绕电池.中国的一些资料说,管形电池也可以,但是我没有做过这个试验.
过大的电流是否会将电池损坏!电池的充放电与电池极板有很大的关系,铅布绕电池,要是使用不当相对其它电池来说寿命是相当短的,电动车电池为了加大容量,提高利用率,使用了很薄的极板,这样电池在过放电时难以恢复而损坏.
蓄电池可以在短时间以10C电流放电,那么充电应该也可以,要是以平均1.5C的电流充电,转化效率70%,那么电池可以在1小时内充满,问题是在于如何让电池能接受.————这不可能吗!!!
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abing
LV.8
11
2005-01-27 10:07
@abt-bj
是恒压限流状态的.到电池发生副反应的时候的电池充入电量.目前国内的电池基本上都不允许这样充电,我试验过充电的极限状态,如果采用5C充电,仅仅能够充入到30%~40%的电量就到产生严重副反应区域了.大电流充电,必须避开副反应.否则大电流对电池的伤害就非常严重.
abt-bj你好!我看了你许多对蓄电池讲解的贴子,因为我不了解电池的特性.由于工作比较忙,我要到过了年才能做实验,到时我会把实验结果告诉你们,对于12V的电池以2C充电充到14V电压,要多长时间?电池温升是多少?充入多少电量?
xingyong对电池不是也很有研究吗?怎么不来发表一下自己的看法,收藏技术是会贬值的.
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abt-bj
LV.9
12
2005-01-27 10:15
@abing
过大的电流是否会将电池损坏!电池的充放电与电池极板有很大的关系,铅布绕电池,要是使用不当相对其它电池来说寿命是相当短的,电动车电池为了加大容量,提高利用率,使用了很薄的极板,这样电池在过放电时难以恢复而损坏.蓄电池可以在短时间以10C电流放电,那么充电应该也可以,要是以平均1.5C的电流充电,转化效率70%,那么电池可以在1小时内充满,问题是在于如何让电池能接受.————这不可能吗!!!
大电流充放电是否会对电池带来损伤?我认为还不能够笼统的作出一个结论.且不说启动电池的放电,就是说充电.国内多数都知道Mass定律,大电流充电在电池荷电容量较低的时候,是可以的,但是在充电后期是不行的.

充电后期,电池的充电接受能力大大下降,副反应增加.还是以大电流充电必然会导致对电池的严重损伤.同样,在电池荷电较多的时候,大电流放电也是可以的,但是到荷电不多的时候的大电流放电,也必然对电池形成严重的损伤.

Mass定律是以恒出气率为边界条件的,其实也是以电池副反应为边界条件的.在这个边界条件以下,可以进行边界范围以内的大电流充电.

另外,还要考虑的一个重要参数就是出气速率.我们知道,是否析气取决于电池的充电电压,析气量的大小取决于与充电电流.这样,小电流充电的初期速率低于大电流的出气速率,对正极板的损伤就小,反之,大电流充电副反应的出气速率就大.所以,会有大电流充电损伤正极板一说.

如果能够控制充电副反应就可以不断的采取最大电流的充电.我找到一种方法,采用分析充电曲线的方法来使充电电流自动的在副反应边界条件之下,可以采用最大电流充电.这就是正的dv/dt的方法.

而改善电池充电接受能力的方法,采用负脉冲充电是目前非常流行并且行之有效的好方法.
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abing
LV.8
13
2005-01-27 10:55
@abt-bj
大电流充放电是否会对电池带来损伤?我认为还不能够笼统的作出一个结论.且不说启动电池的放电,就是说充电.国内多数都知道Mass定律,大电流充电在电池荷电容量较低的时候,是可以的,但是在充电后期是不行的.充电后期,电池的充电接受能力大大下降,副反应增加.还是以大电流充电必然会导致对电池的严重损伤.同样,在电池荷电较多的时候,大电流放电也是可以的,但是到荷电不多的时候的大电流放电,也必然对电池形成严重的损伤.Mass定律是以恒出气率为边界条件的,其实也是以电池副反应为边界条件的.在这个边界条件以下,可以进行边界范围以内的大电流充电.另外,还要考虑的一个重要参数就是出气速率.我们知道,是否析气取决于电池的充电电压,析气量的大小取决于与充电电流.这样,小电流充电的初期速率低于大电流的出气速率,对正极板的损伤就小,反之,大电流充电副反应的出气速率就大.所以,会有大电流充电损伤正极板一说.如果能够控制充电副反应就可以不断的采取最大电流的充电.我找到一种方法,采用分析充电曲线的方法来使充电电流自动的在副反应边界条件之下,可以采用最大电流充电.这就是正的dv/dt的方法.而改善电池充电接受能力的方法,采用负脉冲充电是目前非常流行并且行之有效的好方法.
采用负脉冲对充电器来说成本增加是一个问题,最主要的是体积不能做得太小,不利于外出携带,
充电前期(12-14)V 可用较长的脉冲充电,到了后期改短脉冲,并且严格控制电池电压,保证电池不大量失水和发热.
只是深思一个问题是:电池不失水和发是否表示电池就没有损伤.
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abt-bj
LV.9
14
2005-01-27 12:01
@abing
采用负脉冲对充电器来说成本增加是一个问题,最主要的是体积不能做得太小,不利于外出携带,充电前期(12-14)V可用较长的脉冲充电,到了后期改短脉冲,并且严格控制电池电压,保证电池不大量失水和发热.只是深思一个问题是:电池不失水和发是否表示电池就没有损伤.
当然,除了失水和发热以外,还有对电池的损伤,但是在解决了失水和发热以外,所最关心的问题就是充满电.有一些充电器在避免发生失水和发热以后有欠充电现象,对电池的伤害也不小.
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abt-bj
LV.9
15
2005-01-27 18:48
@abing
采用负脉冲对充电器来说成本增加是一个问题,最主要的是体积不能做得太小,不利于外出携带,充电前期(12-14)V可用较长的脉冲充电,到了后期改短脉冲,并且严格控制电池电压,保证电池不大量失水和发热.只是深思一个问题是:电池不失水和发是否表示电池就没有损伤.
我最近给UPS电池充电的12V/10A的充电器,还是采用类似我在本论坛发表的5A峰值电流的脉冲充电器,其放电电阻改为0.5欧姆就可以了.不复杂.
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abing
LV.8
16
2005-01-28 09:53
@abt-bj
我最近给UPS电池充电的12V/10A的充电器,还是采用类似我在本论坛发表的5A峰值电流的脉冲充电器,其放电电阻改为0.5欧姆就可以了.不复杂.
关于很多人淡到电池激活问题,我不太明白是什么意思,为什么需要激活,电池放久了没电充电不就行了吗?
对于这样的电池可以大电流充电吗?
望各位指教!!!
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abt-bj
LV.9
17
2005-01-28 10:01
@abing
关于很多人淡到电池激活问题,我不太明白是什么意思,为什么需要激活,电池放久了没电充电不就行了吗?对于这样的电池可以大电流充电吗?望各位指教!!!
这个问题比较大,希望您发一个专题帖子,我及其网友会详细回答的.
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abing
LV.8
18
2005-01-28 10:16
@abt-bj
这个问题比较大,希望您发一个专题帖子,我及其网友会详细回答的.
非常感谢!
现在电动自行车和电动汽车(不用汽油还叫电动汽车)正在日益增加,快速充电也势在必行,加油站可能要改充电站,
但要解决的是电池快速充电问题!
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cece
LV.4
19
2005-01-29 10:44
@abing
非常感谢!现在电动自行车和电动汽车(不用汽油还叫电动汽车)正在日益增加,快速充电也势在必行,加油站可能要改充电站,但要解决的是电池快速充电问题!
镍氢和镍镉电池快速充电可以应用,但是在里电池就有点麻烦,
因为他内部材料有一部分可能是有机材料,造成内阻比前两者
大,如果超快速的话,有可能损害电池,电池的电到化学转换效率
降低.其实很多电池厂的设想为将电池作成能量包,在一个诸如
加油站的地方让电动车过来直接更换.
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abt-bj
LV.9
20
2005-01-29 11:01
@cece
镍氢和镍镉电池快速充电可以应用,但是在里电池就有点麻烦,因为他内部材料有一部分可能是有机材料,造成内阻比前两者大,如果超快速的话,有可能损害电池,电池的电到化学转换效率降低.其实很多电池厂的设想为将电池作成能量包,在一个诸如加油站的地方让电动车过来直接更换.
我也在密切跟踪国际的快速充电的信息.喜欢与网友交流共享.

目前,铅酸蓄电池采用10C快速充电的很多了.但是,都不是充满电使用.
一般是采用强大的去极化措施来实现的.电池本身也有很大的区别,绝对不是目前的结构.电池最成功的是英国霍克的和美国奥铁马的电池.也就是铅布卷绕动力型电池.
其工作状态是,白天,数次采用60%左右的快速充电,夜间进行100%的充电.

对国内目前的电池,采用1~5C的充电也是可行的.

这些充电的充电模式和边界条件很复杂,也是众说纷纭而互相不统一和矛盾的.
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xingyong
LV.7
21
2005-01-29 15:53
@abt-bj
是恒压限流状态的.到电池发生副反应的时候的电池充入电量.目前国内的电池基本上都不允许这样充电,我试验过充电的极限状态,如果采用5C充电,仅仅能够充入到30%~40%的电量就到产生严重副反应区域了.大电流充电,必须避开副反应.否则大电流对电池的伤害就非常严重.
从老赵此贴能够看出,老赵不是一般高手,
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abt-bj
LV.9
22
2005-01-29 16:04
@xingyong
从老赵此贴能够看出,老赵不是一般高手,
不能够一概而论.
我发现不少大容量电池的极耳和过桥设计的不好,欧姆极化非常严重,所以,采用10C充电发热过于严重.这个发热就不是副反应的发热.
但是,有一点是对的,对于铅钙合金系列的密封电池来说,充电电压低于单格2.35V(25℃)条件下,电池的副反应可以不必担心.
需要考虑的是:任何在电池达到这个电压以前多充入一些电量.以减少补足充电(恒压充电)的时间.
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abing
LV.8
23
2005-02-03 08:27
@abt-bj
我也在密切跟踪国际的快速充电的信息.喜欢与网友交流共享.目前,铅酸蓄电池采用10C快速充电的很多了.但是,都不是充满电使用.一般是采用强大的去极化措施来实现的.电池本身也有很大的区别,绝对不是目前的结构.电池最成功的是英国霍克的和美国奥铁马的电池.也就是铅布卷绕动力型电池.其工作状态是,白天,数次采用60%左右的快速充电,夜间进行100%的充电.对国内目前的电池,采用1~5C的充电也是可行的.这些充电的充电模式和边界条件很复杂,也是众说纷纭而互相不统一和矛盾的.
现在你说可用10C充电,虽然充不满但60%可以吗?
这意味着10分充就可以充入60%对不对,所谓去极化是不是放电(负脉冲)
你所说的铅布电池在国内也有人搞过当时极板做得很薄,但有几个问题:
一、不好加工
二、电池寿命不长
要是我的看法不对,还望指正.
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abt-bj
LV.9
24
2005-02-03 10:08
@abing
abt-bj你好!我看了你许多对蓄电池讲解的贴子,因为我不了解电池的特性.由于工作比较忙,我要到过了年才能做实验,到时我会把实验结果告诉你们,对于12V的电池以2C充电充到14V电压,要多长时间?电池温升是多少?充入多少电量?xingyong对电池不是也很有研究吗?怎么不来发表一下自己的看法,收藏技术是会贬值的.
如果不采用脉冲充电,采用2C充电,也就是充入30%~40%的电量就会进入基本上10分钟的时间.电池温升不会很高大约4℃不到
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dy1234567
LV.4
25
2005-02-04 22:02
我想还是用三步法吧,先激活,再加脉冲充电,中间加短时放电去极化,最后可用小电流维持.
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abt-bj
LV.9
26
2005-02-05 09:37
@abing
现在你说可用10C充电,虽然充不满但60%可以吗?这意味着10分充就可以充入60%对不对,所谓去极化是不是放电(负脉冲)你所说的铅布电池在国内也有人搞过当时极板做得很薄,但有几个问题:一、不好加工二、电池寿命不长要是我的看法不对,还望指正.
10C恒流充电在单格电池达到2.35V的时候是无法充入60%的.您可以多次重复验证.

适用于超过1C充电的铅酸蓄电池一般是专用的深循环动力型电池.这样的电池内压很高,在瞬间大量析气以后,其氧气在高内压下会提高负极板的氧复合.但是,氧复合会发热,所以,这类电池的外壳不能够再使用不耐温的普通塑料,而应该采用聚碳酸脂材料,甚至高温特性更好的材料.这样的电池,一直采用恒流充电,可以看到如同镉镍电池一样的-data.当然,商品化的充电站也是在电池达到大量析氧以后,采用变流的方式来进行的,在充电后期减少析氧量.

在2000年奥运会上看到的澳大利亚的电动汽车是10~15分钟充电,其实是充入60%~70%的电量,晚间进行一次小电流的完全充电.大家都知道,大量析气会因为气体冲刷正极板而形成正极板软化,导致损伤正极板的.
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abt-bj
LV.9
27
2005-02-05 13:05
铅酸蓄电池实现快速充电最重要的问题,除了需要增加电源的功率,提高输出电流以外,考虑最多的莫过于2个问题:电池的充电接受能力和电池发热.

考虑到电池在充电后期会产生激烈的副反应,其对策一个是避免,一个是缓解.
避免的方法是在电池进入激烈反应以前就进行控制,使电池不进入激烈费用区.但是,这种方法的充入电量少.第二个方法就是缓解激烈反应,其方法是降低充电电流,这样就形成了变流充电的模式.

避免电池发热的方法有2个,其一与上面讲的一致,缓解电池的副反应.其二就是采用去极化脉冲.依据热力学的Gibbs-Helmholz方程式,极板充电是放热,放电是吸热.在充电中增加放电脉冲,不仅仅可以缓解电池极化对充电的影响,而且会利用放电吸热来降低极板温升.

所以,要实现铅酸蓄电池的快速充电,采用负脉冲充电是必由之路.
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iec60950
LV.6
28
2005-03-29 16:05
如果有一天,可以控制电池的质量一致,就没问题了.不如大家讨论质量控制策略.
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2005-03-29 16:55
电池的充电接受电流决定于电池本身的状况,
去极化措施只能抑制副反应的产生,
只是充分利用电池本身的充电接受能力.
而不是能提高电池的充电接受能力.
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2005-08-07 17:57
@水穷云起
12AH的电池无法承受100A的电流吧?
假想用二只同样面积的木桶,在一只装半桶水,用抽水机抽过另一个木桶里,这样在抽完水后另一只桶是不是也有同样半桶水就此而见不如直接把那半桶水倒入另一只桶里,不是更快同样在快速充电时也可以这样想所为快速充电!
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zjqjl
LV.6
31
2005-08-11 15:33
@可口可乐
假想用二只同样面积的木桶,在一只装半桶水,用抽水机抽过另一个木桶里,这样在抽完水后另一只桶是不是也有同样半桶水就此而见不如直接把那半桶水倒入另一只桶里,不是更快同样在快速充电时也可以这样想所为快速充电!
可乐是可以从一个瓶里直接倒人另一个瓶里,可是电瓶里的电我是怎么也倒不出来.
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