Análisis de daños del cargador

El electrolito en la batería de plomo-ácido es tan valioso como la sangre en el cuerpo humano, y una vez que se pierde el electrolito, significa que la batería está inservible. El electrolito está compuesto de ácido sulfúrico diluido y agua. Durante el proceso de carga, es difícil evitar la pérdida de agua, y según el modo de carga, la pérdida de agua también varía. En el modo de carga convencional de tres etapas, la pérdida de agua durante la carga es más del doble que en el modo de pulso Collin. Además de la vida natural de la batería, existe una vida limitada por la pérdida de agua: cuando una sola batería pierde más de 90 gramos de agua, la batería queda inservible. A temperatura ambiente (25 ° A temperatura ambiente (35 °C), la pérdida de agua del cargador ordinario es de aproximadamente 0,25 gramos, mientras que la pulsación Colin es de 0,12 gramos. A altas temperaturas (35 ° °C), la pérdida de agua del cargador ordinario es de 0,5 gramos, mientras que la pulsación Colin es de 0,23 gramos. Según este cálculo, el cargador ordinario se secará después de 250 ciclos, y la pulsación Colin se secará después de 600 ciclos. Como resultado, el pulso Collin puede duplicar más de la vida útil de la batería.

① pérdida de agua ② Vulcanización ③ desbalance ④ fuga térmica (barril lleno)

Las dos primeras (1) y (2) representan el 97% de los daños en las baterías en el mercado.

(1) Análisis ① : Las principales causas de la pérdida de agua en las baterías de plomo-ácido

cargador de vehículo eléctrico

El electrolito en la batería de plomo-ácido es tan valioso como la sangre en el cuerpo humano, y una vez que se pierde el electrolito, significa que la batería está inservible. El electrolito está compuesto de ácido sulfúrico diluido y agua. Durante el proceso de carga, es difícil evitar la pérdida de agua, y según el modo de carga, la pérdida de agua también varía. En el modo de carga convencional de tres etapas, la pérdida de agua durante la carga es más del doble que en el modo de pulso Collin. Además de la vida natural de la batería, existe una vida limitada por la pérdida de agua: cuando una sola batería pierde más de 90 gramos de agua, la batería queda inservible. A temperatura ambiente (25 ° A temperatura ambiente (35 °C), la pérdida de agua del cargador ordinario es de aproximadamente 0,25 gramos, mientras que la pulsación Colin es de 0,12 gramos. A altas temperaturas (35 ° °C), la pérdida de agua del cargador ordinario es de 0,5 gramos, mientras que la pulsación Colin es de 0,23 gramos. Según este cálculo, el cargador ordinario se secará después de 250 ciclos, y la pulsación Colin se secará después de 600 ciclos. Como resultado, el pulso Collin puede duplicar más de la vida útil de la batería.

El gran problema de las baterías de plomo-ácido durante el proceso de carga es la extracción de gases.

De acuerdo con el estudio de las causas y reglas de emisión de gases durante el proceso de carga de las baterías de plomo-ácido por el científico estadounidense J.A.Mas, para lograr una tasa de emisión de gases muy baja, las baterías de plomo-ácido pueden aceptar la curva de corriente de carga como sigue:

La fórmula para la curva crítica de evolución de gas es: I=I0e-at %h^2

En el proceso de carga, la corriente de carga supera la parte de la curva crítica de evolución de gas, lo que solo puede llevar a la reacción electrolítica del agua de la batería para producir gases y aumento de temperatura, y no puede mejorar la capacidad de la batería

① En la etapa de carga con corriente constante, la corriente de carga permanece constante, la electricidad cargada aumenta rápidamente y el voltaje sube;

En la etapa de carga con voltaje constante, el voltaje de carga permanece constante, la electricidad cargada continúa aumentando y la corriente de carga disminuye;

③ La batería está completamente cargada, la corriente disminuye por debajo de la corriente de conversión de carga flotante y el voltaje de carga disminuye hasta el voltaje de carga flotante;

(4) Durante la fase de carga flotante, el voltaje de carga permanece en el voltaje de carga flotante;

La etapa común de carga en tres fases es la carga con corriente constante, que tiene como objetivo principal facilitar el diseño del circuito, no mejorar significativamente el rendimiento de la batería.

En la etapa final de la carga con corriente constante y la etapa inicial de la carga con voltaje constante (área sombreada), la corriente supera la curva crítica de evolución de gas, lo que provoca la generación de gases en la batería y reduce su vida útil.

La corriente que supera la curva crítica de evolución de gas solo provoca que la batería genere gases y aumente la temperatura, sin convertirse en energía para la batería, reduciendo así la eficiencia de carga.

(2) Análisis ② la causa de la sulfatación de la batería de plomo-ácido

La retención a largo plazo de la batería, el sobrecargo y subrecarga prolongados durante el proceso de carga, y la descarga con corriente grande durante el uso pueden causar fácilmente la sulfatación de la batería. Su apariencia es: un aumento leve, un llenado completo, lo que llamamos el "falso daño" de la batería. La sustancia sulfurada adherida al plato reduce el área de reacción entre el electrolito y el plato, lo que hace que la capacidad de la batería disminuya rápidamente. La pérdida de agua aumentará la sulfatación de la batería; la sulfatación aumentará la pérdida de agua de la batería, y es fácil que se forme un ciclo vicioso.

(3) Análisis ③ : el desequilibrio de las baterías de plomo-ácido

Una batería consta de tres o cuatro celdas. Debido a problemas en el proceso de fabricación, no es posible lograr un equilibrio efectivo de cada batería; los cargadores convencionales utilizan la corriente promedio, de modo que una sola batería con menor capacidad se llena primero, lo que provoca sobrecarga, y al descargar, la batería con menor capacidad se libera primero, lo que causa descarga excesiva. A largo plazo, este ciclo vicioso hace que todo el conjunto de baterías se degrade, lo que lleva a la eliminación del grupo completo. En la etapa de carga flotante del cargador de tres fases, hay una corriente pequeña de 500mA, y su función es compensar la carga para que la batería esté completamente llena. Sin embargo, también trae dos efectos secundarios: 1, después de estar completamente cargada, la corriente excedente no se interrumpe, la energía eléctrica se convierte en energía térmica, ocasionando descomposición del agua y acelerando la pérdida de agua; 2, la carga con corriente baja provoca una bifurcación de corriente mayor, lo que es más propenso a causar desequilibrio en el paquete de baterías.

(4) Análisis ④ : el problema de fuga térmica de las baterías de plomo-ácido

La deformación de la batería no es repentina, a menudo hay un proceso. Cuando la batería se carga al 80% de su capacidad, entra en el área de carga de alta tensión. En este momento, se libera oxígeno en la placa positiva, y el oxígeno pasa por el agujero en el separador hacia el electrodo negativo, y el oxígeno se reactiva en la placa negativa: 2Pb+O2(oxígeno)=2PbO+Q(calor); PbO+H2SO4=PbSO4+H2O+Q(calor). Cuando la reacción produce calor, cuando la capacidad de carga alcanza el 90%, la tasa de generación de oxígeno aumenta, el electrodo negativo comienza a producir hidrógeno, una gran cantidad de gas incrementa la presión interna de la batería superando la presión del válvula, la válvula de seguridad se abre, el gas escapa, y el resultado final es la pérdida de agua. 2H2O es igual a 2H2 ↑ +O2 ↑ . A medida que aumenta el número de ciclos de la batería, el agua disminuye gradualmente, lo que resulta en las siguientes condiciones para la batería:

(1) El "canal" de oxígeno se vuelve suave, y la oxidación generada por el electrodo positivo puede llegar fácilmente al electrodo negativo a través del "canal";

(2) La capacidad térmica se reduce, la capacidad térmica de la batería es muy grande, después de la pérdida de agua, la capacidad térmica de la batería disminuye considerablemente, y el calor generado hace que la temperatura de la batería aumente rápidamente;

(3) Debido al fenómeno de contracción del separador de fibra de vidrio ultrafina en la batería después de la pérdida de agua, la adherencia con las placas positivas y negativas se vuelve peor, la resistencia interna aumenta y el calor generado durante el proceso de carga y descarga también aumenta. Después de este proceso, el calor generado dentro de la batería solo puede disiparse a través de la ranura de la batería. Si la disipación de calor es menor que la salida de calor, la temperatura aumenta. A medida que la temperatura sube, el sobrepotencial de evolución de gas de la batería disminuye, el volumen de gas emitido aumenta, una gran cantidad de oxidación del electrodo positivo pasa por el "canal", reacciona en la superficie del electrodo negativo, emite una gran cantidad de calor, lo que hace que la temperatura suba rápidamente, formando un ciclo vicioso, conocido como "fuga térmica".