目前市場(chǎng)上的電動(dòng)車用充電器主要是開關(guān)電源式的．具有節(jié)電、體積小、重量輕，技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)。只有鉛酸電池的貨運(yùn)三輪車，還使用工頻變壓器式充電器．簡(jiǎn)單、可靠、便宜，對(duì)使用環(huán)境要求低。
　　
　　開關(guān)電源式充電器實(shí)質(zhì)是一可謂穩(wěn)壓電源。具體叉分．以脈寬調(diào)制芯片TIA94為核心的半橋式和以脈寬調(diào)制芯片UC3842為核心的反激式兩類。后者因成本低，逐周期保護(hù)的優(yōu)勢(shì)，占據(jù)著市場(chǎng)的90%以上。后面的具體電路，都是以這兩類典型電路進(jìn)行具體分析。
　　
　　1．鉛酸充電器三段式充電器
　　
　　近百年了，經(jīng)典的普通鉛酸充電器為0.1C充J2-14小時(shí)，對(duì)電池十分有益。現(xiàn)在的人們生活工作節(jié)奏加快，電動(dòng)車充電器改為0.15C-0.2C充6-8小時(shí)了。
　　
　　所謂三階段指恒流、恒壓、渦流。發(fā)光二極管為紅色表示處于恒流或恒壓階段，變?yōu)榫G色表示處于涓流階段。通常，變綠燈后再充數(shù)小時(shí)，電池才能真正吃飽。
　　
　　(1)三段式充電器三個(gè)重要參數(shù)
　　
　　a.高恒壓懂為單格析氫電壓2.42V乘以電池組單格數(shù)．36V充電器為2.42Vx18格≈43.56V，48V充電器為242Vx24格≈58.08V。
　　
　　這個(gè)電壓稍高些是可以的，有利于恒流時(shí)間長(zhǎng)，縮短充電時(shí)間：低了會(huì)延長(zhǎng)電油吃飽的時(shí)間。
　　
　　三段式充電器實(shí)質(zhì)是一臺(tái)具有兩個(gè)輸出電壓值的穩(wěn)壓電源，此信就是那個(gè)高的輸出值。
　　
　　b．低恒壓值為單格析氯電壓2.35V乘以電池組單格數(shù)．36V充電器為2.35VX18格=423V，48V充電器為2.35Vx24格=56.4V。
　　
　　這個(gè)電壓要求是嚴(yán)格的．高于此值會(huì)造成電油失水：低了電池只能吃八九成飽。
　　
　　此值就是穩(wěn)壓電源那個(gè)低的輸出值。
　　
　　c．轉(zhuǎn)折電流(也是轉(zhuǎn)燈電流）。充電器內(nèi)部有個(gè)充電電流實(shí)時(shí)檢測(cè)器，并和一個(gè)預(yù)定的所謂“轉(zhuǎn)折電流”
　　
　　值進(jìn)行比較．用于控制穩(wěn)壓電源的輸出值的高低：
　　
　　充電電流大干該值，自動(dòng)將控制電路轉(zhuǎn)到輸出高恒壓值．同時(shí)置為紅燈提示：充電電流小于轉(zhuǎn)折電流值轉(zhuǎn)到輸出低恒壓值，并置為綠燈。
　　
　　轉(zhuǎn)折電流值的設(shè)定．與鉛酸電池的安時(shí)數(shù)有關(guān)，經(jīng)驗(yàn)值IOAh左右的電油為350mA左右．17Ah左右的電池為500--550mA左右．依次類推。
　　
　　這個(gè)值要求也是嚴(yán)格的，設(shè)定大干經(jīng)驗(yàn)值，電池不宜充滿，但電油充足的時(shí)間會(huì)延長(zhǎng)；設(shè)定值小于經(jīng)驗(yàn)值，電油夏天容易被充壞變形。建議調(diào)整充電器時(shí)，大干50mA為宜。
　　
　　切記：用20Ah充電器充10Ah電池是可以的．反過來用IOAh充電器充20Ah電池是不可以的！
　　
　　關(guān)于三個(gè)參數(shù)的測(cè)量，需要專門的儀器。僅用數(shù)字萬(wàn)用表可以測(cè)試低恒壓值，在不接電池（空載）情況下．用萬(wàn)用表直流電壓200V擋游充電器輸出值，讀值即低恒壓值。高恒壓值一般測(cè)不了，要在接電池充電情況下，紅燈轉(zhuǎn)綠燈一瞬間前，用萬(wàn)用表直流電壓擋才可以測(cè)到。
　　
　　還需要補(bǔ)充鉛酸蓄電池的負(fù)溫度系數(shù)的相關(guān)同題。溫度每升高1℃．每格端電壓下降4mV。一個(gè)48V車24格，假設(shè)夏天升高10℃，總端電壓下降近似1V。
　　
　　如果充電器輸出仍然為前述穩(wěn)壓值，電池就可能出現(xiàn)熱失控和失水。理想的充電器砬該有溫度補(bǔ)償，事實(shí)是絕大多數(shù)沒有。
　　
　　有動(dòng)手能力的讀者可以在夏天時(shí)將電壓調(diào)低些，冬天調(diào)高些。 簡(jiǎn)單的方法，就是夏天在充電器輸出端的正極順?biāo)N串聯(lián)1~2只6A10二極管，冬天恢復(fù)原態(tài)。
　　
　　2.鋰電充電器
　　
　　鋰電池極板接受能力高于鉛酸電池，用IC電流充電也是可以的，可能是成本和可靠性的制約，目蔚與48V錘龜動(dòng)車配套的充電器多數(shù)為2A的，只有36V鋰電動(dòng)車配套的充電器才有5A的。以10Ah電池計(jì)算．5A也就是0.5c而已。
　　
　　鋰電的電動(dòng)車用戶充電和鋰電化成時(shí)充電相比簡(jiǎn)單多了，就是恒流限壓充。限壓值=單心限壓值x電心串聯(lián)數(shù)。
　　
　　以現(xiàn)在常見的48V車用鑷酸鋰電屯、或者三元電心的14串居多，它們的限壓為4.2Vx14=58.8V;48V車用磷酸鐵錘電心的16串居多，限壓為3.65VX16=58.4V。早期36V車使用鉆酸褪電心或者錳酸鋰電心的10串居多，它們的眠壓為42Vx10=42V。。
　　
　　鋰電充電器充電器內(nèi)部同樣具有充電電流檢測(cè)和比較電路，充電指示燈同樣也可以是由紅變綠。
　　
　　鋰電池充電器和鉛酸三段式充電器有一個(gè)重大的區(qū)別：充電電流大于設(shè)定值時(shí)，僅僅令充電指示燈變?yōu)榧t色，不改變輸出電壓；充電電流小于設(shè)定值時(shí)，令充電指示燈變?yōu)榫G色，也不改變輸出電壓。
　　
　　這就是說，轉(zhuǎn)燈前后就一個(gè)電壓，即前面計(jì)算的限壓值。
　　
　　因此．這個(gè)電流設(shè)定值應(yīng)該稱之為“轉(zhuǎn)燈電流”比較確切．大約為0.02C。實(shí)測(cè)的幾款廠家配套的鋰電充電器,10Ah鋰電池組轉(zhuǎn)燈電流大約240mA一260mA．變綠燈后繼續(xù)充一段時(shí)間，充電電流才會(huì)接近零。而鉛酸電池紅變綠燈后，因?yàn)楦吆銐鹤優(yōu)榈秃銐海潆婋娏骱芸炀蜁?huì)接近零。
　　
　　小結(jié)：鉛酸蓄電池受極板接受能力限制，充電電流限制在0.15C以下是合理的，兼顧了縮短充電時(shí)間。
　　
　　如果想繼續(xù)縮短充滿時(shí)間，必須是大脈沖電流加負(fù)脈沖，負(fù)脈沖就是在兩個(gè)充電大脈沖電流的闖隙，將皂池正、伍極間用小電阻短路一下，形成放電負(fù)脈沖。
　　
　　理想的鋰電充電方式是恒流轉(zhuǎn)恒壓（限壓）方式，鋰電可以用IC充電．受充電器的成本和可靠性限制，商品只有0.2C~0.5C的。
　　
　　目前的市場(chǎng)情況是，鉛酸電池充電器和鋰電充電器中恒流控制的電路原理相同，都是在充電器功率轉(zhuǎn)換部分，為末級(jí)功率管的安全考慮，限制其電流形成所謂“恒流”．實(shí)際在這期間輸出電壓沒有達(dá)到其穩(wěn)壓‘值，電流也不是真正恒流。起始是輸出電壓與充電電流之積為一恒值，也就是恒功率。隨著充電時(shí)間的增加，電流逐漸減小，而輸出電壓越來越接近穩(wěn)壓值。這個(gè)穩(wěn)壓值對(duì)鉛酸充電器而言，就是高恒壓值；對(duì)鋰電充電器而言就是限壓值。
　　
　　真正意義的恒流是，對(duì)充電電流采樣，然后加入到電流負(fù)反饋環(huán)路里。目前的充電器只有電壓負(fù)反饋環(huán)路，沒有電流負(fù)反饋環(huán)路。
　　
　　 后強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，恒流充電階段，充電器輸出電壓會(huì)適當(dāng)高于鋰電的限壓值。高出部分用于克服電心極化引起的超電勢(shì)。極化包括歐姆極化、濃差極化和電化學(xué)極化三部分：
　　
　　(1)歐姆極化：
　　
　　歐姆極指的是電池內(nèi)部各個(gè)導(dǎo)電部分，包括極板、隔膜、電解液以及外部連接部分，如極耳、連接體的電阻等產(chǎn)生的電壓降，這部分電壓降值遵循歐姆定律，當(dāng)充電或放電電流停止后可立即消失。例如，充電過程中，正負(fù)離子向兩極遷移。在離子遷移過程中不可避免地受列一定的阻力，這部分屬于歐姆內(nèi)阻。為了克服這個(gè)內(nèi)阻．外加電壓就必須額外施加…定的電壓，以克服阻力推動(dòng)離子遷移。這部分電能以熱的方式轉(zhuǎn)化給環(huán)境。隨著充電電流急劇加大，歐姆極化將造成籬電濾在充電過程中的溫升。
　　
　　(2)濃差極化
　　
　　電流流過蓄電池時(shí)，為維持正常的反應(yīng)， 理想的情況是電極表面的反應(yīng)物能及時(shí)得到補(bǔ)充．生成物能及時(shí)離去。實(shí)際上，生成物和反應(yīng)物的擴(kuò)散速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上化學(xué)反應(yīng)速度，從而造成極板附近電解質(zhì)溶液濃度發(fā)生變化。也就是說，從電極表面到中部溶液，電解液濃度分布不均勻，這種現(xiàn)象稱為濃差極化。當(dāng)充電或放電電流停止后不會(huì)像歐姆極化立即消失，取決于離子擴(kuò)散的速度。

　　(3)電化學(xué)極化
　　
　　這種極化是由于電極表屢進(jìn)行的電化學(xué)反應(yīng)的速度，即溶液鋰離子得到或失去電子的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于電極上電子運(yùn)動(dòng)的速度（光速）造成的。因而一個(gè)極板上堆積5已于，另一個(gè)極板則缺少電子，這種現(xiàn)象稀為電化學(xué)極化，當(dāng)充電或放電電流停止后消失速度比離子擴(kuò)散的速度稍怏。電化學(xué)極化經(jīng)常和濃差極化重疊在一起。
　　
　　需要指出的是．正是電化學(xué)極化的存在，充電才能得以進(jìn)行，使電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。

相關(guān)文章

• 上一篇： 氣體傳感器的分類、原理及應(yīng)用
• 下一篇： 暗閃電是什么