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三时段全自动智能快速充电器控制电路

2018-4-4 10:58:42      点击:
电动车自行车已成为大众化交通工具,铅酸蓄电池依然是电动车自行车动力电池的主流。
1.充电不当的危害
      购置新车或更换新的蓄电池后,在正确充电和维护的情况下,可以使用5年以上。但大多数用户只用1~2年、最多3年就要换新了。究其原因,主要是充电不当造成的。“电瓶不是用坏的,而是充坏的”,虽不是至理名言,但也道出了电池不能寿终正寝的主要症结。
      欠充电:即充电时间不足。电池放完电后就开始了硫化过程,12小时后硫化进程加剧。所谓“硫化”,就是在电池极板聚积硫酸铅颗粒,使电池容量衰减。及时充满电,可以清除不严重的硫化物,防止在电池的极板逐步积累而形成粗大坚硬的硫酸铅结晶颗粒,造成电池容量的严重下降,缩短电池寿命。
过充电:即充电时间过长,电池内产生电解液消耗过快,产生稀气现象,导致活性物质热失控、电池容量骤减。同时发出过多的热量,消耗电池内水分,使电池缺水,容量下降,加速极板硫化,甚至电池发生形变,如鼓包、肿胀等。
      比较而言,过充电可能损坏电池,欠充电只影响电池寿命,在不能精确掌握充电时间的情况下,权衡利弊取其轻,充电时“宁欠勿过”还是比较妥当的原则。
2. 充电时间的掌控
      1)新电池 三次定乾坤:新电池一般存有80%的电量,正常骑行到欠压指示灯亮起或只剩1格容量显示时,开始第一次充电,当充电指示灯变为绿灯后,再充1个小时结束。第2次充电:正常骑行到欠压指示灯亮起或只剩1格容量显示时,开始第2次充电,当充电指示灯变为绿灯后,再充1个小时结束。第3次充电:正常骑行到欠压指示灯亮起或只剩1格容量显示时,开始第3次充电,当充电指示灯变为绿灯后,再充1个小时结束。
      对于新的铅酸蓄电池来说,前三次特殊的充电过程稍嫌麻烦,但对于抑制电池硫化、保护电池极板还是有利的,要坚持完成。
      2)旧电池 新电池经过前三次特殊的充电过程后就是旧电池了。一般说来,当全自动智能快速充电器的充电指示灯变为绿灯后,再延续充1个小时,即可结束充电过程。
3.养成良好的骑行和充放电习惯
      1)“天天用车,天天充电”。第一,铅酸蓄电池的“记忆效应”很小,不宜每次都放完电后再充电。即使行驶里程不长,还是建议每天充电,让电池处于浅循环状态,延长电池寿命;第二,电池放电时形成硫酸铅,充电时还原成铅和硫酸,深放电而不及时充电,硫酸和铅不能及时还原,会造成极板硫化。因此,保持蓄电池随时都有充足的电压,“天天用车,天天充电”,是一种必然。
      2)定期深放电。每季度深放电一次,以激活电池中的活性物质,“活化”电池,还可以略微提升电池容量。方法:正常骑行到欠压指示灯亮起或只剩1格容量显示时,再充满电。
      3)长期不用也要充电。电池常年闲置不用时,要每月充电一次,防止硫化和亏电。
      3)掌握充电环境温度。充电最佳环境温度是25℃,温度过高时易过充电,温度过低时易欠充电。现代居家室内温度基本上能满足充电环境温度的要求。
      4)全自动智能快速充电器要专用。全自动智能快速充电器要一车一用,不宜多车互用;全自动智能快速充电器不宜放在车筐和后备箱中,防止颠簸损坏和参数漂移变化;不提倡使用快速全自动智能快速充电器,如街头充电站,还是涓涓细流、润物细无声的充电方式好。
      5) 原装原配。去掉控制器的限速装置,可以提高速度,但也会降低电池的寿命。如果没有特别需要,还是原装原配好。
      6)后插先拔。充电时先插电池盒与全自动智能快速充电器的插头,后插全自动智能快速充电器与电源之间的插头;充完电后则顺序相反。
      7)脚踏助力。电动车启动电流很大,容易伤及电池极板。启动时最好脚踏起步、重载和上坡时脚踏助力,以减少电量的损失、延长电池寿命。
4. 三时间段电动车全自动智能快速充电器控制电路
      在为蓄电池充电时经常遇到这种情况,充满电后忘记拔除全自动智能快速充电器插头,整夜长时间过充电,致使电池寿命受到影响。若要保证精准掌握充电时间,则需耐心守候,每次充电都要耗精费力。
表1 蓄电池充电时间参考
三时段全自动智能快速充电器控制电路
      铅酸蓄电池在充电时,当全自动智能快速充电器的充电指示灯变为绿灯后,再延续1个小时,即可结束充电过程。按照这个要求,结合实践经验,根据电动车的行驶里程,行驶里程和充电时间的对应关系如表1。虽然表1中的对应关系并不十分精准,但按照这个对应关系充电,绝不会过充电,又能保证基本充满电。
      按照这个思路,笔者制作了一台三时段全自动智能快速充电器控制器,能同时对三组行驶里程不同的电池进行充电,在达到各自的充电时间后,自动切断该组全自动智能快速充电器电源,防止过充电。电路如图1所示。
三时段全自动智能快速充电器控制电路

      电路采用三只3小时通电延时继电器,分别实现0~3小时、3~6小时和6~9小时三个时段的控制,设置三个充电插座CZ1~CZ3,分别与上述三个时段对应。比如,电动车行驶约15公里,充电时间应在5小时左右,可利用CZ2插座进行充电:调整KT1延时时间为3小时,调整KT2延时时间为2小时,调整KT3延时时间为零小时,两个时段累加为5小时,充电到5小时,插座CZ2自动断电,结束充电过程。
控制电路的工作过程:
      为控制电路接通交流220V电源,L为相线,N为零线。
      按下启动按钮SB,中间继电器KA1线圈得电吸合并自锁,其4个动合触点KA1闭合,全自动智能快速充电器插座CZ1~CZ3接通电源,指示灯HL1~HL3亮起;同时,延时继电器KT1线圈得电,开始延时计时。
      当时间继电器KT1设定的延时时间到,其延时动合触点KT1闭合,KA2线圈得电并自锁,KA2动合触点打开,KA1、KT1线圈失电,充电插座CZ1断电,指示灯HL1熄灭;同时,KA2动合触点闭合,CZ2、 CZ3继续得电,HL2、HL3继续发亮;KT2线圈得电,开始计时。
      当时间继电器KT2设定的延时时间到,其延时动合触点KT2闭合,KA3线圈得电并自锁,其动断触点打开,KA2、KT2线圈失电,插座CZ2失电,指示灯HL2熄灭;同时,KA3动合触点闭合,CZ3继续得电,HL3继续发亮;同时,KT3线圈得电,计时开始。
      当时间继电器KT3设定的延时时间到,其延时动断触点KT3断开,KA3、KT3线圈失电,KA3动合触点打开,插座CZ3失电,指示灯HL3熄灭。
      至此,所有器件全部断电,三段充电过程结束。
5. 简单实用的充电控制器

三时段全自动智能快速充电器控制电路

      上述控制器太过复杂,制作时需要有一定电子电工技术基础。如果只对一组电池充电,可按照图2制作。选择一只0~10小时机械定时器或电子定时器,根据上述行驶里程与充电时间的对应关系,调整好定时器充电时间,接通电源,待设定时间到,自动切断全自动智能快速充电器插座电源。