电动助力车电池电池的充电放电配组生产工艺

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12y电池3-t8只。电流0—6^。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％-100％F．S电压控制范围：10％-100％F．S稳流、稳压精度：≤0．5％F．S时间精度：≤30s／24h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：0-40。C环境湿度：90％v；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：na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，数据采集速度快，整台设备电池约i00只左右，采集～次数据需1～2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(0．1～0．5)％；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i～2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。这部分的补充电要有20％～40％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：首次充电应采用不低于额定容量120％的电量(一般按额定容量的l．5～1．8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一11．5V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0．3工：(A)电流充电，时间：6小时；第二步以0．2工。(A)电流充电，时间：4小时；第三步以0．11。(A)电流充电，时间：4小时。充入电量：1．5C：。2)第一次放电以工：(A)电流放电，终止电压：单体l0．8V。3)第二次充电第一步以0．31。(A)电流充电，时间：8小时；第二步以0．15工。(A)电流充电，时间：6小时。充入电量：1．65C：。4)第二次放电、电压巡检以工：(A)电流放电，终止电压：单体l0．8V。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ll．5伏时(此种充电机充放电时电池是串连的，每组串联l7—18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≤0．02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。详见上面的配组机介绍。5)第三次充电充电方式：第一步以0．3工：(A)电流充电，时间：8小时；第二步以0．151：(A)电流充电，时间：6小时。充入电量：1．65C：。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1～2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=1·t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i0．5v／只；第二阶段：3A恒流充电，电压到单只14．8V时终止；第三阶段：1．5A恒流充电，时间4小时；

第四阶段：恒压16．5—17．0V(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10．5V，巡检配组。最后充电：第一步：3A恒流充电，限压单只电池14．8v：第二步：l．5A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10．5v／只；第二阶段：6A恒流充电，时间2．5小时；第三阶段：3A恒流充电，时间4小时；第四阶段：恒压l6．5—17．0V(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9．6V，巡检配组。最后充电：第一步：6A恒流充电，时间2．5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5198V阶段2休眠00：1032.5204：254恒流定时充电2.106：4026.6175Ah51.0501：25(1.9倍)6休眠00：107恒流放电5198V8休眠00：109恒流定时充电2.5204：2520.93Ah102.103：20(1.5倍)

111.0502：4012休眠00：10第二阶段1t配组)恒流放电502：l8194.4V2休眠00：1012.5204：25第三22.103：20阶段3恒流定时充电1.0502：401.5倍402：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12Ah14Ah20Ah00：00备注(℃)l011.51.752.501：30(补18％)2000010303198V55640000：105012.162.523.604：256011.82.1306：4026.6175Ah第一7010.91.051.501：25tl．9倍)阶段80000：10903556198V100000：101105264.62.162.523.605：3012010.91.051.504：30(倍)130000：l0第二阶段1(配组)03189556194.4V记录约在194.4V时的统一时间20000：1036

105264.62.162.523.605：30第三2010.91．O51.504：30阶段30002：00充放电结束，进入下一工序注：注意观察每一个阶段的开始和结束时的温度并作好记录；观察第一阶段第ll步的详细数据并作好记录。发现电池温升过高、缺酸、电流过大、电池冒烟、电线冒烟等异常现象及时解决。附表34：充放电工艺流程表3阶步骤模电流(A)时间温度段式电压(V)12Ah14Ah20Ah00：00备注(℃)1011.51.752.501：30(补18％)2000010303198V55640000：105012.162.523.604：25第6011.82.1306：4026.6175Ah7010.91.051.501：25(1.9倍)阶80000：10段903556198V100000：l0ll052702.162.523.604：0012011.51.752.503：40(1.25倍)13010.91.051.501：00140000：10第12Ahl41记录约在1(配组)0318055614Ah186V时阶20Ah的统一时间段20000：l0第l052702.162.523.604：00(1.25倍)

2011.51.752.503：40阶30l0.91.051.501：00段40002：O0充放电结束，进入下一工序表中模式：00一休眠；0卜恒流定时充电；03一恒流放电；05一恒压充电。观察每一阶段的充入电量和放出电量，根据这一情况适当对工艺进行改变。设置第二阶段的终止电压低，主要是考虑到线路压降的因素。附表35-充放电工艺流程表阶模电流(A)时间段步骤式电压(V)12Ah14Ah20Ah00：00备注1011.21.352．O01：30(补18％)2000010303551030结束时打印一次数据看看电池情况。40000：10501260V2.162.523.6第605268V1.21.352．O04：00Ah7010.630.71.003：00(倍)阶80000：10段9035510198V100000：l0110l2602.162.523.612052681.21.352.004：00(倍)130l0.630.701.0003：00140000：10第12Ahl4记录约在1(配组)03180551014Ah186V时阶20Ah的统一时间段20000：10第l012602.162.523.6(倍)

2052681.21.352.004：00阶3010.630.701．OO03：00段40002：00静置2小时后下台，l2小时后进行端电压配组。(注意：加酸时酸液温度应在35℃以下，加酸后立即把电池放到散热水池中，充电过程中随时监控水池中的温度，并作记录。水温超过38℃要采取降温措施。)表中模式：00一休眠；0卜恒流定时充电；03一匣流放电；05一叵压充电。附表36：充放电工艺流程表5阶电压电流(A)时间备注段步骤模式(V)10—12Ah14Ah17Ah20Ah00：0010l1.21.351.72.001：30(补18％)203558.51000：303012.162.523.063.603：00Ah4011.201.301.72.005：00(1.7倍)第5010.921.01.3l1.5405：00阶8010.650.70.9351.104：00段903558.510198V10012.162.523.063.603：0012011.21.301.72.005：00130l0.921．O1.311.5405：00(1.6倍)14010.650.70.9361.102：00第12Ahl41514Ah记录约在阶段配组03180558.51020Ah186V时的统一时间第1012.162.523.063.603：002011.21.302.02.005：00阶3010.921.01.3l1.5404：00(1.5倍)段4010.650.70.9361.102：0039

静置2小时后下台，24小时后进行端电压配组。(注意：加酸时酸液温度应在35。C以下，加酸后立即把电池放到散热水池中，充电过程中随时监控水池中的温度，并作记录。水温超过38。C要采取降温措施。)表中模式：o0一休眠；01一恒流定时充电；03-恒流放电；05一恒压充电。附表37．充放电工艺流程表(四充四放)6阶步模式电压电流(A)段骤(V)10一12Ah14Ah17Ah20Ah时间备注1恒流放电185558.51022.162.523．O63.604：403恒流充电1.201.301.72.006：401.7倍40.921.01.311.5402：10503185558.51062.162.523.063.604：407恒流充电1.21.301.72.006：401.7倍80.921.01.311.5402：10903185558.510102.162.523.063.604：40ll恒流充电1.21.31.72.006：401.7倍120.921.01.311.5402：10下面为配组放电，要求巡检在放电至l80V的统一时间。1303180558.510180V时(终止)142.162.523．O63.604：4015恒流充电1.21.302．O2．O03：401.4倍160.921．O1.311.5402：50静置2小时后下台，24小时后进行端电压配组。(注意：加酸时酸液温度应在35℃以下，加酸后立即把电池放到散热水池中，充电过程中随时监控水池中的温度，并作记录。水温超过380C妥米取降温措施。)配组要求：非同时充放电的电池不能在一起配组；每次配组剩下的电池存放一起，够6路时在一起经补充电后，重新放电配组。共计使用62小时。40

附表38：补充电程序表7电流(A)步骤模式电压(V)10—12Ah14Ah17Ah20Ah时间1恒压充电267／18只电池2.16-0.52.52-0.63.06-0.83.6-12恒流充电0.50.60.812说明：从第一阶段转换到第二阶段的条件是当电流下降到规定的数值时。如果充电机没有最小下限电流设置功能，可观察电流值，当电流下降到规定值后，手动转入下一个阶段。也可以把第一阶段时间设置稍长些，作为转入下一阶段的条件。例如把时间设为4个小时，一般都可以满足充满电的要求。本程序用于电池存放时间长出厂前的补充电。·恒压限流充电模式电压值的设置恒压值的设置大小与充电时的电流大小有直接关系，如果电压设置过高，则整个充电过程中电流始终较大，造成电池温度过高，失水严重；如果恒压值设置过低，则整个充电过程中电流始终较小，充不满。充电电压的设置要根据电池极板的特性和加酸的浓度而定。不同的极板配方工艺、不同的加酸浓度、不同的合金配方、不同的温度电池在充电态的端电压不同，生产中试验出一个比较合适的恒压设定值。附：脉冲充电介绍脉冲充电的特点是：充电过程中很少产生气体；很少耗水；电池温升较低；充电电流设置可比常规大一倍至两倍，效率高，充电时间缩短一半左右。现在的脉冲充电机种类和容量乱杂，没有一个统一的标准，使用时可参照说明书进行设置。设置时，主要考虑每阶段正脉冲的幅值(电流大小)和宽度(时间)、负脉冲的幅值(电流大小)和宽度(时间)、间歇的宽度(时间)，计算充入的电量等。脉冲充电充入电量的计算公式为：c—t×睾×I+一t×芊tXl一-t×(半一半)式中：C一充入电量，单位：Ah；t一充电时间，单位：h；t+一正脉冲宽度，单位：ms；t一一负脉冲宽度，单位：ms；T一脉冲周期，单位：ms；

t一一负脉冲宽度，单位：IllS；I+一正脉冲幅值，单位：A；1一一负脉冲幅值，单位：A。5．关于不同时间放电配组温度引起的误差的修正我们知道电池的放电容量与温度有关系，如果我们在不同的时间段对电池进行放电，然后把放电的电池在一起配组，势必会造成配组的误差，因此在不同放电段放电的电池尽量不要在一起配组，如果实在要在～起配组，就要考虑温度的影响。工作中看参考下面的方法给予修正。1)放电巡检时间以25。C时的时间为标准，因此以后每次都需要进行时间的计算；这样更有利于配组的准确性。2)换算公式：Tt=t。5X【1+0．007×(t-25)】上式中：Tt…温度为t℃时的放电巡检记录时间：t：。一一温度为25℃时规定的放电巡检记录时间：0．007一电池的温度系数。3)温度测定方法：(1)测量温度的位置：温度计的水银测量点靠近电池壳体；(2)测量的时间：l2—14Ah的电池以开始放电l小时l5分钟时测量的温度为准。18—20Ah的电池以开始放电l小时时测量的温度为准。附表39-不同电池规定的25。C时的放电巡检