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电池快冲充电器的原理是什么?

编辑:深圳市安稳电源技术有限公司  时间:2016-08-25


     电池快冲充电器的原理是什么?上图中横坐标为时间,纵坐标为锂电池电压。由于锂电池的特殊性,过压或者欠压都会导致电池报废,所以现在的锂电池充放电保护电路原理就是测量锂电池电压,再根据电压判断锂电池是否处于正常状态(非过压、非欠压)。

      锂电池的充电电流如上图粉红色线所示。锂电池的充电分为三个阶段,分别是恒流预充电大电流恒流充电恒压充电

      当电压低于3.0V时,充电器会采用100mA电流对锂电池进行预充电,就是上图C C Pre-charge阶段,中文名字叫恒流预冲电阶段,目的是慢慢恢复过放电的锂电池,是一种保护措施来的。合格的充电器都会有这个充电阶段。

       然后与问题有关的就来了。当锂电池电压高于3.0V时,就进入到第二阶段,大电流恒流充电阶段(C C Fast charge)。由于锂电池经过第一阶段的预充,其状态已经比较稳定了(预充阶段的作用可以这样理解~但并不严谨)。所以在第二阶段,充电电流就可以适当提高,根据不同的电池来说,这个电流的大小可以从0.1C到几C不等,其中C是指电池容量,如2600mAh的锂电池,0.1C就是指260mA大小的电流。

      在这一个充电阶段中,国家建议的标准充电是用0.1C电流进行充电的,这个就是标准充电。不过标准充电这个标准由于提出的时间很早,十几年前的就提出来。那时候因为锂电池技术远远不如现在稳定(不允许大电流充电),所以才会有这样一个标准~~~采用标准充电的唯一好处就是充电过程稳定,发生爆炸之类的几率非常小;缺点就是费时间!!!

而快速充电,就是指在这个阶段用大于0.1C的电流进行充电。如果锂电池容量为2600mAh,那么标准充电的电流为260mA,只要充电电流大于260mA,就可以定义为快速充电了。不过就从目前的锂电池水平与充放电管理芯片的水平来说,用1C的电流充电都没问题。所以快速充电也没有想象中的那么危险。一般快速充电的充电电流为0.2~0.8C,所以快速充电还是安全的。由于近几年来的提升,现在的充电器基本上都是快充类型的。

     而锂电池充电的最后一个阶段为恒压充电阶段,这个阶段就是检测到锂电池电压等于4.2V时,充电器则进入恒压充电模式,这个阶段充电电压恒定为4.2V,充电电流则越来越小(慢慢充满了,电流肯定变小~)。当充电电流小于100mA时,就判断电池充满,切断充电电路。
这一阶段的特性,也可以解释为什么手机指示充满电后,拔出USB线再插进去,手机又显示继续充电。

      另外,需要说一下的是:以上的充电是针对于单节锂电池的最理想充电过程,目前的合格锂电池充放电保护板都是这样子工作的。

      电瓶车的电瓶一般有铅酸蓄电池和锂电池两种。这些电瓶都是由若干的电池成组而成的(铅酸蓄电池类型的由6个或者8个串并联组成;锂电池类型的则由若干个锂电池串并联组成)。而涉及到电池组的充电方式,这里又有另外的一个大问题了,就是电池均衡问题。关于电池均衡问题,我在这里不再详说,百度一下就可以了。我只能说目前的绝大多数电瓶车电池都没有电池均衡管理,所以这个导致了电池组的寿命远远不如单个电池的寿命,这也解释了为什么电瓶车的电池不耐用,一年左右就报废了~~~同时也解释了当前电动汽车发展的困境就是电池成组技术的限制。

      简单来说结论就是:快速充电是指充电电流大于0.1C的充电方式,这种充电方式对于单个锂电池来说,对寿命与稳定性等的影响非常小;但是如果对于电瓶车电池组来说的话,快充就是用时间换取电池寿命的一种行为。

      最后要说的是:使用标配充电器对电瓶车充电没问题;但是对于那些打着10分钟充满电的充电站来说,就要注意了,使用这些充电站绝对大大影响电池寿命。

      另外,对于电池组来说,电池均衡意义更重要。快充对电池组的寿命有影响正是因为电池组均衡问题没有解决。


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