电动助力车电池电池的充电放电配组生产工艺.doc
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1、电动助力车电池电池的充电放电配组生产工艺 1常用充电机介绍 充电机作为电池生产中的一个重要设备,对电池的质量起着很重要的作用。不同的充电设备设计精度差异较大、充放电的形式(功能)不同,充放电工艺就会不同。因此,我们在选购时要根据工厂实际情况合理地选择,以达到最大限度的发挥作用。下面,将市面上的充电机做一个一般的介绍,以供参考。 手动可调普通充电机1 采用电子器件可控硅,利用调节可控硅的导通角来调节电压。电路中设计了稳压、稳流部分,电压或电流一旦调至一个数值,内部的取样电路不断将电压或电流取样并通过反馈电路将取样数值送至比较电路单元和标准数值进行比较,比较电路根据比较结果再去控制调节电路,使输出
2、保持稳定。这种充电机误差较大,不能进行多种充电模式的设置,不能放电。但成本较低。适合普通电池的充电。电动助力车电池的生产基本不用这种充电器。手动可调普通充电机2 采用开关电路,利用电路的开关颤率隶调节电流。电压和电流可调节,一次可充电1 2y电池3-t 8只。电流06。外形见者图 造应于小型蛆装厂使用销售:蓄电池设备材料网。图45高压力电机 手动可调普通充放电机 这种充电机性能和上面的相同,不同的是增加了放电装置。过去生产的充放电机在放电时没有将放出的电能回馈电网。现在生产的充放电机在放电时将电池的直流电通过逆变变成高压交流电回馈电网,节约了电能。加入放电装置,可以通过多次充放电循环使电池的初
3、容量达到较好的程度。单片机控制的充放电机这种充电机有两个特点:其一,充电放电模式较多,能够适应多种工艺。常有的模式:恒流定时恒流限压恒压限流恒压涓流恒压恒流容量控制休H民等。并具有断电自动保存数据、上电自动恢复运行功能。还有数据输出(要通过上位机即电脑送至打印机)、生产流程数据保存、多台联网等功能。 常用的这种充电机见图46:用途:电动自行车用小密蓄电池专用充放电电源。特点:该产品吸收国际先进产品技术,按中外客商最新要求研发而成,由一个微机控制一路电源,采用倒出式安装结构,具有功能强、高精度、高可靠、低噪声、放电回馈电网、造型美观、使用维护方便等特点。功能:可设置各类化成工艺程式及参数,具有恒
4、流充电、恒压充电、恒压限流充电、恒流限压放电、循环、静置等工作方式;具有定时间、电压、安时等阶段转换方式和定时记录运行数据功能;具有过流、过压、断流及掉电数据保存等保护、上电自动恢复运行功能;酽18只A、1图46充放电机、12路、24每路可充电电流有6A、8种规格。通过LED显示当前运行数据及故障原因;通过联机接口与PC机联接,可实现多台电源的集中网络控制和数据处理。技术指标:电流控制范围:1-1 00FS电压控制范围:10-1 00FS稳流、稳压精度:05FS时间精度:30s24h技术条件:交流输入:三相四线制AC380V、50HZ输出额定负荷时电源最低输入电压AC360V环境温度:0-4
5、0。C环境湿度:90v;t下 带负脉冲(放电)的充放电机 这种放电机在充电时加入了短时大电流放电模式,以消除充电时的极化。充电曲线见下: 由于消除了充电时的极化现象,使得充电效率大大提高。减少了电能消耗,缩短了充电周期。这种充电模式是现今比较先进的充电模式。 配组专用充放电机(独立充放电配组机) 这种充电机主要适用于电动助力车电池或其它需要配组的电池的生产。我们知道,用两只或两只以上电池串联供电需要保 I(电流)证每只电池的均匀性,这样才能减少电池的过充和过放电,延长电池的寿命。 这种配组机有如下特点: n a每只电池有一个独立的充放电 单元,数据独立控制; b数据由计算机控制,数据采集 速度
6、快,整台设备电池约i00只左右, 采集次数据需12秒即可;。 冗黾 休眠 一 一 放电图47正负脉冲充电曲线图C测试精度高(0105);d工作模式有:恒流充电恒流放电恒压放电静置等等;e终止条件:时间 电压。t(时间) 2一般充电、放电、配组的方法 1)第一次充电(也有第一次放电的) 加注电解液后的电池放在充电台上,静置i2小时开始第一次充电。充入电量的大小根据极板的干荷电性能和极板的化成深度而定。下面我们根据一般情况分析第一次充电应充入的电量: 因干荷电程度需要的补充电 我们知道,现今的极板大都是干荷电的,干荷电性能一般在80左右,如果极板存放时间过长、存放环境较差,极板的干荷电性能会更差。
7、这部分的补充电要有2040容量的电量。干荷电的程度可以通过负极板Pb0含量化验和电性能检测来确定。 因极板化成深度不足需要的充电 考虑到极板在生产过程中化成不彻底的原因等,要补加40左右的充电量;确定极板的化成深度常常对正极板进行Pb0:含量的分析。 活物质激活的需要 我们把负极板Pb0含量很低、正极板Pb02含量很高的极板组装成电池,实际放电发现随着充放电循环的增加,容量会逐渐上升,这说明极板的容量需要充放电循环进行激活。 其它原因 还有一个因素,就是极板在生产过程中由于部分短路现象造成这部分极板首次容量很小,如果首次充电不足会造成以后的配组过程中容量未充分发挥的现象。因此,笔者认为:首次充
8、电应采用不低于额定容量120的电量(一般按额定容量的l518倍电量充电)。 有些厂家采用首次先放电的工艺,名日“激活”,这种做法优点是放电后可以提高电池的充电接受能力,减少一个充放电循环。缺点是一旦有极板干荷电不足容易造成这部分电量不足的电池过放电。采用这种方法要根据充放电机的智能化程度而定,首次采用放电的方法应注意两点:一,不要进行深度放电,一般用工:电流放电到终止电压每组ll一115V就可以;二,放电中间注意如果哪只电池电压下降过快应尽早检查,必要时取下单独处理,不可过放电。有人采取的充电工艺为: 第一步以03工:(A)电流充电,时间:6小时; 第二步以02工。(A)电流充电,时间:4小时
9、; 第三步以01 1。(A)电流充电,时间:4小时。 充入电量:15C:。 2)第一次放电 以工:(A)电流放电,终止电压:单体l08V。 3)第二次充电 第一步以031。(A)电流充电,时间:8小时; 第二步以015工。(A)电流充电,时间:6小时。 充入电量:165C:。 4)第二次放电、电压巡检 以工:(A)电流放电,终止电压:单体l08V。 电压巡检分为手工检测和电脑检测两种方法。电脑巡检又可分为两种,下面分别叙 述: 手工检测 手工检测使用的充电机一般是只能充放电,没有电压检测功能。电压检测靠手工用数字表逐只测量,具体用法是:待电池放电到每只电池电压下降到ll5伏时(此种充电机充放电
10、时电池是串连的,每组串联l718只),用数字表逐只测量电池电压并记录起来。配组时按电压配,要求每组电压误差越小越好,一般要求误差002伏。使用手工配组时,要求测量电压时尽量用较短的时间,否则,配组效果很差。 电脑巡检 用电脑巡检采用的充电机和上面的一样,只是在放电时接上巡检仪用电脑进行电压巡检。它同样能在很短时间(2秒左右)内逐只将每只电池的电压检测一遍并记下数据,然后用打印机将数据打印出来。 智能独立充放电配组一体机巡检 该机的检测方法和以上有所不同,它的每只电池独立运行(也有的是每组电池独立运行),它的特点是:每台机器上的每只(或组)电池可以在不同的工作程式下运行。工作方式较灵活。详见上面
11、的配组机介绍。 5)第三次充电 充电方式: 第一步以03工:(A)电流充电,时间:8小时; 第二步以0151:(A)电流充电,时间:6小时。 充入电量:165C:。 说明:这种方法充电时间较长,耗水量较大,但充电比较足,现在不少厂家采用恒流限压充电和恒流充电相配合或脉冲充电。 充电后的处理: 充电后静置12小时,盖上橡胶阀,用清水冲去上面的酸液后再用压缩空气将水分吹干,尽快盖上盖板(用氯仿粘上),时间长了电池内的气体会渐渐析出将橡胶阀冲掉,静置24小时后测量每只电池的电压。记录下数据等待最后的电压配组。 定量加酸法不需抽酸,其它处理方法和过量加酸相同。应该说明的是,即便是定量加酸,充电后也应该
12、检查酸量的多少,因为如果生产中出现某种失误就有可能造成酸量的或多或少。此时应认真查找原因予以解决。3充入电量的计算 电池在充电前要估算需要充入多少电量,生产中我们可以用公式: Q=1t 进行充入电量的计算。 式中:Q充入的电量,单位安时(Ah);工充电电流,单位安(A);t一充电时间,单位小时(h)。4充放电工艺举例用定量加酸方法建议采用的充电方法: 先恒流限压充电,再恒流充电(终止条件为设定时间); (注意电池降温) 例i:12VIOAh电池充放电设置: 第一阶段:5A放电,终止i05v只; 第二阶段:3A恒流充电,电压到单只148V时终止; 第三阶段:15A恒流充电,时间4小时; 第四阶段
13、:恒压165170 V(根据极板特性而定),限流2A,定时4小时。 循环次数:3次 第五阶段:5A恒流放电,终止电压105V,巡检配组。 最后充电: 第一步:3A恒流充电,限压单只电池148v: 第二步:l5A恒流充电,4小时; 第三步:lA恒流充电,2小时。 例2:12V20Ah电池充放电设置: 第一阶段:IOA放电,终止105v只; 第二阶段:6A恒流充电,时间25小时; 第三阶段:3A恒流充电,时间4小时; 第四阶段:恒压l65170 V(根据极板特性而定),限流4A,定时4小时。 循环次数:3次 第五阶段:IOA恒流放电,终止电压96V,巡检配组。 最后充电: 第一步:6A恒流充电,时
14、间25小时; 第二步:l3A恒流充电,4小时; 第三步:2A恒流充电,2小时。 采用恒压充电充电量不易控制,并且对于化成深度不足的极板达到一定的充电量需要相对较长的时间,可采用多阶段恒流充电模式。下面的充电工艺可供参考:充放电工艺流程表附表32:充放电工艺流程表1 (电池型号:14Ah) 阶段步骤 模式电压(V)电流(工) 时间 00:00 终止或转换 条件 第一 1 恒流放电 5 198V 阶段 2 休眠 00:10 3 2.52 04:25 4 恒流定时充电 2.1 06:40 26.6175Ah 5 1.05 01: 25 (1.9倍) 6 休眠 00:10 7 恒流放电 5 198V
15、8 休眠 00:10 9 恒流定时充电 2.52 04:25 20.93Ah 10 2.1 03:20 (1.5倍) 1 1 1.05 02:40 12 休眠 00:10 第二 阶段1 t配组) 恒流放电 5 02:l8 194.4V 2 休眠 00:10 1 2.52 04:25 第三 2 2.1 03:20 阶段 3 恒流定时充电 1.05 02:40 1.5倍 4 02:O0 充放电结束,进入下一工序附表33-充放电工艺流程表2 步骤模电压(V) 电流(A) 时间 温度 阶段式12Ah 14Ah 20Ah00:00 备注 () l 01 1.5 1.75 2.5 01: 30 (补18)
16、 2 00 0010 3 03 198V 5 5 6 4 00 00:10 5 01 2.16 2.52 3.6 04:25 6 01 1.8 2.1 3 06:40 26.6175Ah 第一 7 01 0.9 1.05 1.5 01: 25 t l9倍) 阶段 8 00 00:10 9 03 5 5 6 198V 10 00 00:10 1 1 05 264.6 2.16 2.52 3.6 05:30 12 01 0.9 1.05 1.5 04:30 ( 倍) 13 00 00:l0 第二 阶段1(配组)03 189 5 5 6 194.4V 记录约在 194.4V时 的统一时间 2 00
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