大力神蓄电池正负两极的电势差称蓄电池的电压,一般用万用表来测量。在电池修复过程中,其电压有三种表现形式:第一种叫空载电压,
又称为开路电压,就是电池即不充电又无负载的情况下测量仪电池电压:第二种叫负载电压,就是电池放电过程中某个时段所测量
的电池电压。第三种叫在线电压,就是电池在充电过程中某一时刻所测量的电压,了解三种电压测量方法,对判断电池是否断路或
短路;电池内阻计算具有重要的意义。
4蓄电池的容量
蓄电池的容量是衡量蓄电池性能的一项重要指标。一般用安时来表示。放电时间(小时)与放电电流(安培)总称,即容量=放电时
间*放电电流。电池的实际容量,取决于电池中活性物质的多少和活性物质的利用率。活性物质是量越多,活性物质利用率就越高,
电池的容量也就越大。反之容量越小,影响电池的容量的因素很多,常见的有以下几种:
(1) 放电率对电池容量的影响
铅蓄电池容量随放电倍率的增大而降低,也就是说放电电流越大,计算出电池的容量就越小。比如一只10Ah的电池,用5安放电可以
放2小时,即5*2=10 那么用10安放电只能放出47.4分钟的电,合0.79小时。其容量仅为10*0.79=7.9安时。所以对于给定电池在不同
时率下放电,将有不同的容量。我们在谈到容量时必须指时放电的时率或倍率。简单的讲就是用多大的电流放电。
(2) 温度对电池容量的影响
温度对铅酸蓄电池的容量影响较大,一般随温度降底,容量的下降,容量与温度的关系如: Ct1= Ct2/1+k(t1-t2 )。t1t2分别是
电解液的温度,k为容量的温度系数,Ct1温度为t1时容量(Ah),Ct2是温度为t2时的容量(Ah)在蓄电池生产标准中,一般要规定
一个温度为额定标准温度,如规定t1为实际温度,t2为标准温度,(一般为25摄氏度)
负极板受低湿的影响要比正极板敏感.当电解液温度降低时,电解液粘度增大,离子受到较大的阻力,扩散能力下降,电解液电阻也增大
,使电化学反映增加,一部分硫酸铅不能正常转化.充电接受能力下降,结果导致蓄电池容量下降.
(3)终止电压对电池容量的影响
当电池放电至某一个电压值以后,产生电压急剧下降,实际上所获得的能量非常小,如果长期深放电,对电池的损害相当大.所以必须在
某一电压值终止放电,该截止放电电压叫放电终止电压.设定放电终止电下,对延长蓄电池使用寿命意义重大.一般我们所维修的电动
车电池,电摩电池的放电终止电压为每格1.75伏,也就是说一节12伏电池为6格,其放电终止电压是6*1.75=10.5伏。
充电器原理
根据电动自行车铅酸蓄电池的特点,当其为36V/12AH时,采用限压恒流充电方式,初始充电电流大不宜超过3A。也就是说,充电
器输出大达到43V/3A/129W,已经可满足。在充电过程中,充电电流还将逐渐降低。以目前开关电源技术和开关管生产水平而言,
单端开关稳压器输出功率的极限值已提高到180W,甚至更大。输出功率
为150W以下的单端它激式开关稳压器,其可靠性已达到极高的程度。MOS FET开关管的应用,成功地解决了开关管二次击穿的难题,
使开关电源的可靠性更上一层楼。 目前,应用广的、也是早的可直接驱动MOS FET开关管的单端驱动器为MC3842。MC3842在稳
定输出电压的同时,还具有负载电流控制功能,因而常称其为电流控制型开关电源驱动器,无疑用于充电器此功能具有独特的优势
,只用极少的外围元件即可实现恒压输出,同时还能控制充电电流。尤其是MC3842可直接驱动MOS FET管的特点,可以使充电器的可
靠性大幅提高。由于MC3842的应用极广,本文只
大力神蓄电池介绍其特点。
MC3842为双列8脚单端输出的它激式开关电源驱动集成电路,其内部功能包括:基准电压稳压器、误差放大器、脉冲宽度比较器、锁
存器、振荡器、脉宽调制器(PWM)、脉冲输出驱动级等等。MC3842的同类产品较多,其中可互换的有UC3842、IR3842N、SG3842、
CM3842(国产)、LM3842等。MC3842内部方框图见图1。其特点如下: 单端PWM脉冲输出,输出驱动电流为200mA,峰值电流可达1A。
启动电压大于16V,启动电流仅1mA即可进入工作状态。进入工作状态后,工作电压在10~34V之间,负载电流为15mA。超过正常工作
电压,开关电源进入欠电压或过电压保护状态,此时集成电路无驱动脉冲输出。 内设5V/50mA基准电压源,经
2:1分压作为取样基准电压。
输出的驱动脉冲既可驱动双极型晶体管,也可驱动MOS场效应管。若驱动双极型晶体管,宜在开关管的基极接入RC截止加速电路,同
时将振荡器的频率限制在40kHz以下。若驱动MOS场效应管,振荡频率由外接RC电路设定,工作频率高可达
500kHz。
内设过流保护输入(第3脚)和误差放大输入(第1脚)两个脉冲调制(PWM)控制端。误差放大器输入端构成主脉宽调制(PWM)控制系统,
过流检测输入可对脉冲进行逐个控制,直接控制每个周期的脉宽,使输出电压调整率达到0.01%/V。如果第3脚电压大于1V或第1脚电
压小于1V,脉宽调制比较器输出高电平使锁存器复位,直到下一个脉冲到来时才重新置位。如果利用第1、3脚的电平关系,在外电
路控制锁存器的开/闭,使锁存器每个周期只输出一次触发脉冲,无疑使电路的抗干扰性增强,开关管不
会误触发,可靠性将得以提高。
内部振荡器的频率由第4、8脚外接电阻和电容器设定。同时,内部基准电压通过第4脚引入外同步。第4、8脚外接电阻、电容器构成
定时电路,电容器的充/放电过程构成一个振荡周期。当电阻的设定值大于5kΩ时,电容器的充电时间远大于放电
时间,其振荡频率可根据公式近似得出:f=1/Tc=1/0.55RC=1.8/RC。
由MC3842组成的输出功率可达120W的铅酸蓄电池充电器如图2所示。该充电器中只有开关频率部分为热地,MC3842组成的驱动控制系
统和开关电源输出充电部分均为冷地,两种接地电路由输入、输出变压器进行隔离,变压器不仅结构简单,而且很容易实现初次级
交流2000V的抗电强度。该充电器输出端电压设定为43V/1.8A,如有需要可将电流调定为3A,用于对容量较大的铅酸蓄电池充电(如
用于对容量为30AH
的蓄电池充电)。
过去2个月发布的招聘信息表明,它在研究新的电池技术,考虑改进现有锂离子电池设计。苹果在招聘材料科学家,对锂离子电池之
外的新型电池材料进行评估和测试。苹果还在招聘从事电极和电解质研究的科学家,表明它在研究阴极、阳极和电解质领域的新技
术。
在当前的电池中,充电时锂离子由阴极向阳极移动;放电时锂离子由阳极向阴极和使用电池供电的设备移动,电解液为带电锂离
子移动带来了“方便”。
苹果似乎有意把陶瓷用作电解质。实验室研究显示,陶瓷电解质能提升电池充电速度、提高电池安全性。招聘的一个职位表明
,苹果考虑利用新材料改造当前的锂离子电池。研究人员主要考虑改进电解质,这有助于提升充电速度,使电池更不容易起火燃烧
。
当前的锂离子电池在能量存储能力方面已经达到极限,被认为不够安全。过去10年电池研究取得了很大进展,科学家开发出了
能量存储能力更高、更安全的新型电池。
苹果还在招聘能将新型电池技术转化成商品的人才。对于大学研究人员来说,将新兴电池技术转化成商品是一道难题。部分新
型电池——例如银-锌电池,没有获得成功,原因是成本太高,相对而言,锂离子电池生产成本低廉,但苹果可以通过规模化生产降
低新型电池成本。
苹果已经获得一项固态电池专利,固态电池被认为是电池研究领域的下一项重要技术。一家名为Prieto Battery的创业公司也
在开发固态电池技术,将于2017年为配置英特尔芯片的设备提供电池,固态电池采用不同结构,存储的能量5倍于锂离子电池。