快速充電技術(shù)簡介與理論模型

所謂的快速充電，就是在一定的條件下，以高于常規(guī)充電電流的大電流，在很短時間內(nèi)，將電瓶內(nèi)充入很多電能，同時不能將電瓶損傷的一種技術(shù)。被充電電瓶應(yīng)當(dāng)是鉛酸電瓶，其他的電瓶則不一定能夠應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)。鉛酸電瓶符合高斯三定律：

1、電瓶接受電流的能力和電瓶中所剩余的電能呈反比。即剩余電能越少，可接受充電電流越大。

2、電瓶在使用過程中，無論是充電、放電或者不用，鉛板表面都會產(chǎn)生鉛酸結(jié)晶，電瓶老化。

3、電瓶無論是充電還是放電過程，都有汽化水反應(yīng)，要損失水分。

常規(guī)充電或快速充電都是在這個基本定律發(fā)展起來的實(shí)用技術(shù)，常規(guī)充電設(shè)備簡單，成本低，控制容易，應(yīng)用十分廣泛?？焖俪潆娫O(shè)備成本高(基本達(dá)到常規(guī)設(shè)備的6-8倍)，設(shè)備復(fù)雜，控制設(shè)計困難，限制了快速充電的推廣和應(yīng)用?？焖俪潆娔壳爸饕獞?yīng)用在軍事領(lǐng)域，如坦克，潛艇，飛機(jī)?，F(xiàn)在逐步往民用上發(fā)展?，F(xiàn)就電瓶快速充電根據(jù)高斯三定律逐一進(jìn)行分析。

首先，電瓶應(yīng)當(dāng)所剩余電能不多的狀態(tài)下，完全可以采用大電流快速充電。根據(jù)高斯定律一，電瓶所剩余電能不多的時候，更能夠接受較大的充電電流，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的效率更高。常規(guī)充電時，充電電流僅僅是0.1-0.15C維持10-12小時連續(xù)充電。而快速充電是在短時間內(nèi)，向電瓶以0.6-1.0C的大電流充電。如果連續(xù)以這個電流充電，電瓶很快會損壞。但是快速充電的控制方式不是連續(xù)的，是充-停-->放-->停。由于在充電過程中，存在復(fù)雜的時間、電壓和電流控制。而且整個快速充電的充->停->放-->停各個參數(shù)要隨電瓶狀態(tài)發(fā)生調(diào)整。不但充電速度快，而且電瓶不損壞。

其次，根據(jù)高斯定律二，無論是充電還是放電，鉛表面都會產(chǎn)生鉛酸結(jié)晶?？焖俪潆姾统Ｒ?guī)充電方式在過程中有很大不同。多了停-放-停這些環(huán)節(jié)。停的時間和放電的時間、放電電流都有講究。停-放-停這些環(huán)節(jié)，可以使電瓶極板表面去硫化，均勻電解溶液，減小電容效應(yīng)，降低極板電應(yīng)力，恢復(fù)電瓶的活力?，F(xiàn)在市場上興起的電瓶車電瓶還原/修復(fù)技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)品，就是應(yīng)用了這種方式，從而恢復(fù)電瓶的活力。

最后，任何事物都有兩面性，根據(jù)高斯定律三，充電過程必然要損失水分的。根據(jù)2年充電產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)電瓶剩余電能少于20%的狀態(tài)下，充電前30分鐘水損失很小，30-60分鐘水損失明顯，60->結(jié)束，汽化水現(xiàn)象嚴(yán)重，水損失劇烈。所以，電瓶快速充電在不超過30分鐘的情況下，對電瓶沒有明顯傷害。而30分鐘充電效率對一般用戶已經(jīng)足夠。假設(shè)電瓶中還剩余20%電能，經(jīng)過充電后，能源儲存情況見表：?

*以0.8C充電，環(huán)境溫度11℃。

根據(jù)以上分析，在使用得當(dāng)?shù)那闆r下，快速充電可以解決電瓶應(yīng)急充電的問題，同時電瓶的壽命不但不會受到影響，反而可以延長。?