電動車幾乎成了家家必備的交通工具,即使有買了汽車,仍然會在家里備輛電驢,因為在家附近幾公里范圍出行,開車實在是太麻煩了!電動車的充電器,早期的有36V,后來是48V,還有60V和72V等,這些充電器接口都一樣,如果放一起,很容易就插錯了!
電驢的電池是哪種結(jié)構(gòu)?它的電壓為什么是48V?
我們一般說的48V電瓶或者電池,指的都是鉛酸電池!這種電池使用歷史非常悠久,法國人普蘭特早在1859年就發(fā)明了鉛酸電池,它皮實耐操,維護(hù)方便,經(jīng)過一百多年的發(fā)展,生活的方方面面都能找到它,比如汽車啟動電池,UPS不間斷電源以及你家的電驢等等!
鉛酸電池的結(jié)構(gòu)
鉛酸電池的標(biāo)準(zhǔn)電壓是2V,因此它只能組成2V的倍數(shù)電壓,不過一般情況下鉛酸電池的電壓都是2V的單體串聯(lián)構(gòu)成的2V,6V和12V,然后不同的電壓再通過這個組合后的電池再串聯(lián)!比如典型的電驢電池是48V,它由四組12V的電池串聯(lián)而成!UPS比如10KVA的后背電池電壓192V,由16組12V的電池串聯(lián)!
鉛酸電池的原理是什么?它是怎么儲存電能的?
鉛酸電池的正極板主要是二氧化鉛,負(fù)極板則是鉛,充電狀態(tài)下正極的二氧化鉛材料在稀硫酸溶液(電解液)中離解成不穩(wěn)定物質(zhì)一氧化鉛,氫氧根離子轉(zhuǎn)移到了電解液中,鉛離子則留在了正極板上,在這個過程中,你會發(fā)現(xiàn)正極的一氧化鉛中缺少了電子!
電池負(fù)極的材料鉛在稀硫酸溶液中通過電化學(xué)反應(yīng)生成了鉛離子,轉(zhuǎn)移到了稀硫酸構(gòu)成的電解液中,此時負(fù)極上多了2個電子(離子是游離了部分或者全部電子的原子)
正極和負(fù)極之間的電動勢就來自于此,如果在兩極之間接上用電設(shè)備,那么負(fù)極的電子就會源源不斷的通過用電設(shè)備到達(dá)正極,形成電流!而電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)則是負(fù)極板上鉛原子釋放出兩個電子后生成鉛離子,和電解液中的硫酸根離子反應(yīng)生成硫酸鉛。正極板上的鉛離子獲得兩個電子后成為二價鉛離子,和電解液中的硫酸根離子反應(yīng)在極板上生成硫酸鉛。
放電過程中正負(fù)極板上的硫酸鉛增加,鉛酸電池的內(nèi)阻加大,電池電動勢降低,負(fù)載帶動能力逐漸下降。
如果48V的電池,用60V充電器,會有問題嗎?
鉛酸電池的充電電壓一般都比額定電壓要高一些,比如2V的單格電池最高充電電壓可以達(dá)到2.5V以上,因此6格的12V鉛酸電池充電電壓可以高到15V左右,按4個電池串聯(lián)算,用60V標(biāo)準(zhǔn)電壓充電一點問題都沒有!
但事實上卻不能這樣理解,因為48V的充電器最高電壓就是60V左右,那么60V的充電器最高電壓就會更高,因此在48V的電池在60V的充電器下,它獲得的電壓是遠(yuǎn)高于60V的,但如果能控制充電時間的話,對電池?fù)p傷并不大!
因為鉛酸電池可以在高電壓下快充,盡管快充模式下會對電池造成很大的影響,但只要控制電壓和時間,短時間內(nèi)充電對電池影響并不大!如果時間太久或者電壓過高的話,會造成電解液中的水被電解,電解液濃度增加,電池嚴(yán)重發(fā)熱,以及正極板上軟化等問題!當(dāng)然在電池?zé)崾Э氐臓顟B(tài)下,電解形成的氫氣在電池周圍的密閉空間內(nèi)聚集,達(dá)到4%時遭遇明火即可引發(fā)氫氣爆炸!
2013年11月9日上午,江蘇儀征紅山體育公園一艘自駕電瓶船發(fā)生爆炸,事故原因系船用鉛酸蓄電池充電氫氣積聚引起的意外爆炸事故!2012年4月份,南京莫愁湖公園內(nèi),一艘載有6名游客的仿古花船突然發(fā)生電池爆裂事故,煙霧竄出一米多高,原因是電池使用過程中短路引起爆裂起火!
電池鼓包
因此48V的電池用48V的充電器充電時,充電器檢測到電壓已經(jīng)接近60V時會停止充電,但如果用60V的充電器充電時,它的停止充電電壓在73-74V左右,而48V的電池永遠(yuǎn)都沖不到這個電壓,所以會持續(xù)充電,嚴(yán)重發(fā)熱,到鼓包,電池正負(fù)極之間短路等等,輕則電池報廢,重則導(dǎo)致過充電引發(fā)的火災(zāi)!
另外充電電壓過高還會對容量有嚴(yán)重影響
電池電解和發(fā)熱會導(dǎo)致電解液濃度增加,容易在正負(fù)極板上形成不可逆的硫酸鉛鹽化組成一層白色粗粒結(jié)晶的硫酸鉛,這種結(jié)晶在正常充電狀態(tài)下無法去除,結(jié)果是內(nèi)阻增加,充電電壓上升快,容量下降,直至報廢!
如果不小心用60V的充電器給48V的電池充電了,那么下次充電時按正常操作即可,無需徹底放電再充,這個充進(jìn)去的電是一樣的,并不是60V的充電器充進(jìn)去是60V的電,48V的充電器充進(jìn)去是48V的電,兩者沒有區(qū)別,即使剛斷開那會電壓會稍高,很快就會回落到標(biāo)準(zhǔn)48V的電池電壓!