三時段全自動智能快速充電器控制電路
2018-4-4 10:58:42??????點擊：
電動車自行車已成為大眾化交通工具，鉛酸蓄電池依然是電動車自行車動力電池的主流。
1.充電不當(dāng)?shù)奈：?br /> 購置新車或更換新的蓄電池后，在正確充電和維護的情況下，可以使用5年以上。但大多數(shù)用戶只用1～2年、最多3年就要換新了。究其原因，主要是充電不當(dāng)造成的。“電瓶不是用壞的，而是充壞的”，雖不是至理名言，但也道出了電池不能壽終正寢的主要癥結(jié)。
欠充電：即充電時間不足。電池放完電后就開始了硫化過程，12小時后硫化進程加劇。所謂“硫化”，就是在電池極板聚積硫酸鉛顆粒，使電池容量衰減。及時充滿電，可以清除不嚴(yán)重的硫化物，防止在電池的極板逐步積累而形成粗大堅硬的硫酸鉛結(jié)晶顆粒，造成電池容量的嚴(yán)重下降，縮短電池壽命。
過充電：即充電時間過長，電池內(nèi)產(chǎn)生電解液消耗過快，產(chǎn)生稀氣現(xiàn)象，導(dǎo)致活性物質(zhì)熱失控、電池容量驟減。同時發(fā)出過多的熱量，消耗電池內(nèi)水分，使電池缺水，容量下降，加速極板硫化，甚至電池發(fā)生形變，如鼓包、腫脹等。
比較而言，過充電可能損壞電池，欠充電只影響電池壽命，在不能精確掌握充電時間的情況下，權(quán)衡利弊取其輕，充電時“寧欠勿過”還是比較妥當(dāng)?shù)脑瓌t。
2. 充電時間的掌控
1）新電池 三次定乾坤：新電池一般存有80%的電量，正常騎行到欠壓指示燈亮起或只剩1格容量顯示時，開始第一次充電，當(dāng)充電指示燈變?yōu)榫G燈后，再充1個小時結(jié)束。第2次充電：正常騎行到欠壓指示燈亮起或只剩1格容量顯示時，開始第2次充電，當(dāng)充電指示燈變?yōu)榫G燈后，再充1個小時結(jié)束。第3次充電：正常騎行到欠壓指示燈亮起或只剩1格容量顯示時，開始第3次充電，當(dāng)充電指示燈變?yōu)榫G燈后，再充1個小時結(jié)束。
對于新的鉛酸蓄電池來說，前三次特殊的充電過程稍嫌麻煩，但對于抑制電池硫化、保護電池極板還是有利的，要堅持完成。
2）舊電池 新電池經(jīng)過前三次特殊的充電過程后就是舊電池了。一般說來，當(dāng)全自動智能快速充電器的充電指示燈變?yōu)榫G燈后，再延續(xù)充1個小時，即可結(jié)束充電過程。
3.養(yǎng)成良好的騎行和充放電習(xí)慣
1）“天天用車，天天充電”。第一，鉛酸蓄電池的“記憶效應(yīng)”很小，不宜每次都放完電后再充電。即使行駛里程不長，還是建議每天充電，讓電池處于淺循環(huán)狀態(tài)，延長電池壽命；第二，電池放電時形成硫酸鉛，充電時還原成鉛和硫酸，深放電而不及時充電，硫酸和鉛不能及時還原，會造成極板硫化。因此，保持蓄電池隨時都有充足的電壓，“天天用車，天天充電”，是一種必然。
2）定期深放電。每季度深放電一次，以激活電池中的活性物質(zhì)，“活化”電池，還可以略微提升電池容量。方法：正常騎行到欠壓指示燈亮起或只剩1格容量顯示時，再充滿電。
3）長期不用也要充電。電池常年閑置不用時，要每月充電一次，防止硫化和虧電。
3）掌握充電環(huán)境溫度。充電最佳環(huán)境溫度是25℃，溫度過高時易過充電，溫度過低時易欠充電。現(xiàn)代居家室內(nèi)溫度基本上能滿足充電環(huán)境溫度的要求。
4）全自動智能快速充電器要專用。全自動智能快速充電器要一車一用，不宜多車互用；全自動智能快速充電器不宜放在車筐和后備箱中，防止顛簸損壞和參數(shù)漂移變化；不提倡使用快速全自動智能快速充電器，如街頭充電站，還是涓涓細流、潤物細無聲的充電方式好。
5) 原裝原配。去掉控制器的限速裝置，可以提高速度，但也會降低電池的壽命。如果沒有特別需要，還是原裝原配好。
6）后插先拔。充電時先插電池盒與全自動智能快速充電器的插頭，后插全自動智能快速充電器與電源之間的插頭；充完電后則順序相反。
7）腳踏助力。電動車啟動電流很大，容易傷及電池極板。啟動時最好腳踏起步、重載和上坡時腳踏助力，以減少電量的損失、延長電池壽命。
4. 三時間段電動車全自動智能快速充電器控制電路
在為蓄電池充電時經(jīng)常遇到這種情況，充滿電后忘記拔除全自動智能快速充電器插頭，整夜長時間過充電，致使電池壽命受到影響。若要保證精準(zhǔn)掌握充電時間，則需耐心守候，每次充電都要耗精費力。
表1 蓄電池充電時間參考
鉛酸蓄電池在充電時，當(dāng)全自動智能快速充電器的充電指示燈變?yōu)榫G燈后，再延續(xù)1個小時，即可結(jié)束充電過程。按照這個要求，結(jié)合實踐經(jīng)驗，根據(jù)電動車的行駛里程，行駛里程和充電時間的對應(yīng)關(guān)系如表1。雖然表1中的對應(yīng)關(guān)系并不十分精準(zhǔn)，但按照這個對應(yīng)關(guān)系充電，絕不會過充電，又能保證基本充滿電。
按照這個思路，筆者制作了一臺三時段全自動智能快速充電器控制器，能同時對三組行駛里程不同的電池進行充電，在達到各自的充電時間后，自動切斷該組全自動智能快速充電器電源，防止過充電。電路如圖1所示。
電路采用三只3小時通電延時繼電器，分別實現(xiàn)0～3小時、3～6小時和6～9小時三個時段的控制，設(shè)置三個充電插座CZ1～CZ3，分別與上述三個時段對應(yīng)。比如，電動車行駛約15公里，充電時間應(yīng)在5小時左右，可利用CZ2插座進行充電：調(diào)整KT1延時時間為3小時，調(diào)整KT2延時時間為2小時，調(diào)整KT3延時時間為零小時，兩個時段累加為5小時，充電到5小時，插座CZ2自動斷電，結(jié)束充電過程。
控制電路的工作過程：
為控制電路接通交流220V電源，L為相線，N為零線。
按下啟動按鈕SB，中間繼電器KA1線圈得電吸合并自鎖，其4個動合觸點KA1閉合，全自動智能快速充電器插座CZ1～CZ3接通電源，指示燈HL1～HL3亮起；同時，延時繼電器KT1線圈得電，開始延時計時。
當(dāng)時間繼電器KT1設(shè)定的延時時間到，其延時動合觸點KT1閉合，KA2線圈得電并自鎖，KA2動合觸點打開，KA1、KT1線圈失電，充電插座CZ1斷電，指示燈HL1熄滅；同時，KA2動合觸點閉合，CZ2、 CZ3繼續(xù)得電，HL2、HL3繼續(xù)發(fā)亮；KT2線圈得電，開始計時。
當(dāng)時間繼電器KT2設(shè)定的延時時間到，其延時動合觸點KT2閉合，KA3線圈得電并自鎖，其動斷觸點打開，KA2、KT2線圈失電，插座CZ2失電，指示燈HL2熄滅；同時，KA3動合觸點閉合，CZ3繼續(xù)得電，HL3繼續(xù)發(fā)亮；同時，KT3線圈得電，計時開始。
當(dāng)時間繼電器KT3設(shè)定的延時時間到，其延時動斷觸點KT3斷開，KA3、KT3線圈失電，KA3動合觸點打開，插座CZ3失電，指示燈HL3熄滅。
至此，所有器件全部斷電，三段充電過程結(jié)束。
5. 簡單實用的充電控制器
1.充電不當(dāng)?shù)奈：?br /> 購置新車或更換新的蓄電池后，在正確充電和維護的情況下，可以使用5年以上。但大多數(shù)用戶只用1～2年、最多3年就要換新了。究其原因，主要是充電不當(dāng)造成的。“電瓶不是用壞的，而是充壞的”，雖不是至理名言，但也道出了電池不能壽終正寢的主要癥結(jié)。
欠充電：即充電時間不足。電池放完電后就開始了硫化過程，12小時后硫化進程加劇。所謂“硫化”，就是在電池極板聚積硫酸鉛顆粒，使電池容量衰減。及時充滿電，可以清除不嚴(yán)重的硫化物，防止在電池的極板逐步積累而形成粗大堅硬的硫酸鉛結(jié)晶顆粒，造成電池容量的嚴(yán)重下降，縮短電池壽命。
過充電：即充電時間過長，電池內(nèi)產(chǎn)生電解液消耗過快，產(chǎn)生稀氣現(xiàn)象，導(dǎo)致活性物質(zhì)熱失控、電池容量驟減。同時發(fā)出過多的熱量，消耗電池內(nèi)水分，使電池缺水，容量下降，加速極板硫化，甚至電池發(fā)生形變，如鼓包、腫脹等。
比較而言，過充電可能損壞電池，欠充電只影響電池壽命，在不能精確掌握充電時間的情況下，權(quán)衡利弊取其輕，充電時“寧欠勿過”還是比較妥當(dāng)?shù)脑瓌t。
2. 充電時間的掌控
1）新電池 三次定乾坤：新電池一般存有80%的電量，正常騎行到欠壓指示燈亮起或只剩1格容量顯示時，開始第一次充電，當(dāng)充電指示燈變?yōu)榫G燈后，再充1個小時結(jié)束。第2次充電：正常騎行到欠壓指示燈亮起或只剩1格容量顯示時，開始第2次充電，當(dāng)充電指示燈變?yōu)榫G燈后，再充1個小時結(jié)束。第3次充電：正常騎行到欠壓指示燈亮起或只剩1格容量顯示時，開始第3次充電，當(dāng)充電指示燈變?yōu)榫G燈后，再充1個小時結(jié)束。
對于新的鉛酸蓄電池來說，前三次特殊的充電過程稍嫌麻煩，但對于抑制電池硫化、保護電池極板還是有利的，要堅持完成。
2）舊電池 新電池經(jīng)過前三次特殊的充電過程后就是舊電池了。一般說來，當(dāng)全自動智能快速充電器的充電指示燈變?yōu)榫G燈后，再延續(xù)充1個小時，即可結(jié)束充電過程。
3.養(yǎng)成良好的騎行和充放電習(xí)慣
1）“天天用車，天天充電”。第一，鉛酸蓄電池的“記憶效應(yīng)”很小，不宜每次都放完電后再充電。即使行駛里程不長，還是建議每天充電，讓電池處于淺循環(huán)狀態(tài)，延長電池壽命；第二，電池放電時形成硫酸鉛，充電時還原成鉛和硫酸，深放電而不及時充電，硫酸和鉛不能及時還原，會造成極板硫化。因此，保持蓄電池隨時都有充足的電壓，“天天用車，天天充電”，是一種必然。
2）定期深放電。每季度深放電一次，以激活電池中的活性物質(zhì)，“活化”電池，還可以略微提升電池容量。方法：正常騎行到欠壓指示燈亮起或只剩1格容量顯示時，再充滿電。
3）長期不用也要充電。電池常年閑置不用時，要每月充電一次，防止硫化和虧電。
3）掌握充電環(huán)境溫度。充電最佳環(huán)境溫度是25℃，溫度過高時易過充電，溫度過低時易欠充電。現(xiàn)代居家室內(nèi)溫度基本上能滿足充電環(huán)境溫度的要求。
4）全自動智能快速充電器要專用。全自動智能快速充電器要一車一用，不宜多車互用；全自動智能快速充電器不宜放在車筐和后備箱中，防止顛簸損壞和參數(shù)漂移變化；不提倡使用快速全自動智能快速充電器，如街頭充電站，還是涓涓細流、潤物細無聲的充電方式好。
5) 原裝原配。去掉控制器的限速裝置，可以提高速度，但也會降低電池的壽命。如果沒有特別需要，還是原裝原配好。
6）后插先拔。充電時先插電池盒與全自動智能快速充電器的插頭，后插全自動智能快速充電器與電源之間的插頭；充完電后則順序相反。
7）腳踏助力。電動車啟動電流很大，容易傷及電池極板。啟動時最好腳踏起步、重載和上坡時腳踏助力，以減少電量的損失、延長電池壽命。
4. 三時間段電動車全自動智能快速充電器控制電路
在為蓄電池充電時經(jīng)常遇到這種情況，充滿電后忘記拔除全自動智能快速充電器插頭，整夜長時間過充電，致使電池壽命受到影響。若要保證精準(zhǔn)掌握充電時間，則需耐心守候，每次充電都要耗精費力。
表1 蓄電池充電時間參考
鉛酸蓄電池在充電時，當(dāng)全自動智能快速充電器的充電指示燈變?yōu)榫G燈后，再延續(xù)1個小時，即可結(jié)束充電過程。按照這個要求，結(jié)合實踐經(jīng)驗，根據(jù)電動車的行駛里程，行駛里程和充電時間的對應(yīng)關(guān)系如表1。雖然表1中的對應(yīng)關(guān)系并不十分精準(zhǔn)，但按照這個對應(yīng)關(guān)系充電，絕不會過充電，又能保證基本充滿電。
按照這個思路，筆者制作了一臺三時段全自動智能快速充電器控制器，能同時對三組行駛里程不同的電池進行充電，在達到各自的充電時間后，自動切斷該組全自動智能快速充電器電源，防止過充電。電路如圖1所示。
電路采用三只3小時通電延時繼電器，分別實現(xiàn)0～3小時、3～6小時和6～9小時三個時段的控制，設(shè)置三個充電插座CZ1～CZ3，分別與上述三個時段對應(yīng)。比如，電動車行駛約15公里，充電時間應(yīng)在5小時左右，可利用CZ2插座進行充電：調(diào)整KT1延時時間為3小時，調(diào)整KT2延時時間為2小時，調(diào)整KT3延時時間為零小時，兩個時段累加為5小時，充電到5小時，插座CZ2自動斷電，結(jié)束充電過程。
控制電路的工作過程：
為控制電路接通交流220V電源，L為相線，N為零線。
按下啟動按鈕SB，中間繼電器KA1線圈得電吸合并自鎖，其4個動合觸點KA1閉合，全自動智能快速充電器插座CZ1～CZ3接通電源，指示燈HL1～HL3亮起；同時，延時繼電器KT1線圈得電，開始延時計時。
當(dāng)時間繼電器KT1設(shè)定的延時時間到，其延時動合觸點KT1閉合，KA2線圈得電并自鎖，KA2動合觸點打開，KA1、KT1線圈失電，充電插座CZ1斷電，指示燈HL1熄滅；同時，KA2動合觸點閉合，CZ2、 CZ3繼續(xù)得電，HL2、HL3繼續(xù)發(fā)亮；KT2線圈得電，開始計時。
當(dāng)時間繼電器KT2設(shè)定的延時時間到，其延時動合觸點KT2閉合，KA3線圈得電并自鎖，其動斷觸點打開，KA2、KT2線圈失電，插座CZ2失電，指示燈HL2熄滅；同時，KA3動合觸點閉合，CZ3繼續(xù)得電，HL3繼續(xù)發(fā)亮；同時，KT3線圈得電，計時開始。
當(dāng)時間繼電器KT3設(shè)定的延時時間到，其延時動斷觸點KT3斷開，KA3、KT3線圈失電，KA3動合觸點打開，插座CZ3失電，指示燈HL3熄滅。
至此，所有器件全部斷電，三段充電過程結(jié)束。
5. 簡單實用的充電控制器
上述控制器太過復(fù)雜，制作時需要有一定電子電工技術(shù)基礎(chǔ)。如果只對一組電池充電，可按照圖2制作。選擇一只0～10小時機械定時器或電子定時器，根據(jù)上述行駛里程與充電時間的對應(yīng)關(guān)系，調(diào)整好定時器充電時間，接通電源，待設(shè)定時間到，自動切斷全自動智能快速充電器插座電源。
- 上一篇：全球充電機充電鉛酸蓄電池行業(yè)發(fā)展趨勢分析 2018/4/8
- 下一篇：詳解鋰電池快充技術(shù)方案 2018/3/30
