鉛酸蓄電池充電器參數解讀鉛酸蓄電池充電器認識誤區

電動車鉛酸蓄電池組充電時，有幾個關鍵參數：最高充電電壓、浮充電壓、浮充轉換電流、最大充電電流。它們應該是多少？如何制定？其中最主要的是最高充電電壓，多少為好？與析氣量、充入電容量和環境溫度又是什么關系？對此眾說不一，各電池生產廠家的要求也不一樣。最高充電電壓值相對誤差范圍是多少？我們不能脫離實際的工作對象，盲目制定出超常規的精度要求。我們接到某電動車售后服務部通知：充電器比規定電壓高0.1V，電池因此熱失控而充脹了；也接到通知說：電壓比規定定低0.1V，電池欠充，提前報廢。一個千分之幾的誤差造成如此嚴重后果，真是失之毫厘，謬之千里之外，鉛酸蓄電池果真有這么神秘嗎？為了解開困擾電動車充電中的這個謎團，做如下實驗。

用一個水槽盛滿水，電池放在水中，在電池上方有一個收集氣體用的倒扣的漏斗，漏斗頂端裝有可以計量氣體容量的注射針筒。充電用可調穩壓電源，用兩只四位半數字萬用表測量充電電流和充電電壓。

試驗時間是在冬季，水溫5℃。實驗條件是統一用2A電流充電，最充電電壓分別用43V、44V、45V輪循環依次進行，浮充轉換電流一律400mA，記錄下每次的充電時間，包括充電末期隨時間電流下降各點數據、開始析氣電壓，按時間記錄析氣量。電池充完后，用萬分之幾精度的電量臺記錄放電容量。充入電量是在計算紙上讀出時間電流曲線與坐標之間的面積（電容量就是充電電流對時間的定積分）。

備注：該電池組30℃時，放電容量為10Ah。

得到試驗數據后，最感到驚異的是：充入電量的多少幾乎與充電電壓無關。很多人認為充電電壓低電池會充不滿，電池會提前鹽化報廢，特別是在冬季氣溫較低的時候。而這次試驗正好是在冬季，水溫只有5℃，試驗的中心電壓值是44V，上下偏差1V，相對誤差是2.3%。在用43V和45V充電的情況下，充入電量和放出電量相差無幾，與大家公認的看法大相徑庭，試驗是用的同一組電池，同樣的充、放電條件，輪番做同樣的測試，實驗數據重復同樣的規律，可排除偶然因素干擾，試驗數據是準確可信的。從電池充電原理上看，只要充電源電壓高于電池端電壓，都會給電池充電，一直到電池中的活性物質轉換完成。充電最高電壓，也就是充電電源開始由恒流區轉變到恒壓區，這種轉變是由電池自身充入電量多少、活性物質反應了多少決定的，充電電壓的高低，僅是能進行電化學反應的條件，只要高于電池開路電壓就會給電池充電，多少物質能參與反應由電池自身決定。從這個思路理解，就不難得出，充電電壓高低對電池容量沒有多大影響。

電池在42.5V～43.5V時開始析氣,而析氣的速度與充電電壓有關。到充電結束時，總析氣量與充電最高電壓有關，43V與45V總析氣量相差10位（注：以單格允許極限失水10克，18格相當240公升氣體，該電池45V時失水并不大）。在充電末期電流下降區時，只要降低電壓到42.5V時，析氣立即停止，這時充電電流稍小一點，還會依著原來的規律下降。

這里對浮充電壓、浮充電流討論一下。對于長期處于浮充狀態下的鉛酸電池組，如后備電源上用的等，對浮充電壓要求是嚴格的。據國處文獻，浮充電壓有-0.2%溫度系數，浮充電壓偏差太大會造成電池鹽化。而電動車用的電池屬循環使用，不是處于這種狀態，不應該用套用浮充狀態使用的條件，充電器設定浮充的目的僅是免于充電末期大量析氣失水，只要把電壓降到析氣點電壓以下，但也不能低于電池端電壓而停止向電池充電。前面說過，在浮充電壓下，充電電流的走勢基本還是依著原曲線下降，一般還補足5%的容量。所以浮充電壓應在的范圍是低于析氣電壓（42.5V），高于電池充足電以后的開路端電壓（約40V）。

浮充轉換電流，只不過是選擇在充電末期電池活性物質反應接近尾聲，充電電流自動下降到某一點時，切換浮充電壓的記號，不少人以為浮充電流高了電池會充不滿是概念不清，充電電壓只要高于電池端電壓，都會對電池充電，只不過有用戶看到指示燈紅轉綠后提前去用電池，這種情況是不多的，一般都是夜間充電，到早晨綠燈已亮了多時。有的廠家使用說明書上提醒用戶，在轉綠燈后繼續充電2小時，是很好很正確的。所以沒有必要刻意去追求浮充轉換點的高低，一般新電池末期電流約為50mA，失水以后，酸比增高，那時可達500mA以上。從析氣速率與電壓的關系上來看（上圖），早點脫離析氣區為好，一方面，一方面可以減少析氣量，另一方面，電池用了一段時間，末期電流增高，但還能低于我們設定的轉換點電流，否則電池一直在最高電壓充電下，大量失水，引發熱控，充脹充壞電池。有人固執地強調，浮充轉換點高電池會欠充，前面已討論過，切換到浮充電壓后，不是停止充電了，還會繼續對電池充電的，轉換電流適當高一點有利于避免過分失水和熱失控。