12V充電機：在套用中，經常用6個單格鉛酸電池串聯起來組成標稱是12V的鉛酸電池。
基本介紹
- 中文名：12V充電機
- 發明人：普蘭
- 發明時間：1859年
- 工作電壓：12v
- 充電機分類：16類
- 電解液成分：硫酸溶液
產品介紹,原理,分類,智慧型充電機,使用方法,保養,
產品介紹
法國人普蘭特於1859年發明鉛酸蓄電池，已經歷了近150年的發展歷程，鉛酸蓄電池在理論研究方面，在產品種類及品種、產品電氣性能等方面都得到了長足的進步。
鉛酸電池，是一種電極主要由鉛及其氧化物製成，電解液是硫酸溶液的蓄電池。鉛酸電池荷電狀態下，正極主要成分為二氧化鉛，負極主要成分為鉛；放電狀態下，正負極的主要成分均為硫酸鉛。一個單格鉛酸電池的標稱電壓是2.0V,能放電到1.5V,能充電到2.4V。
原理
鉛蓄電池內的陽極(PbO2)及陰極(Pb)浸到電解液(稀硫酸)中，兩極間會產生2V的電力，這是根據鉛蓄電池原理，經由充放電，則陰陽極及電解液即會發生如下的變化：
(陽極) (電解液) (陰極) PbO2 + 2H2SO4 + Pb ---> PbSO4 + 2H2O + PbSO4 (放電反應) (過氧化鉛) (硫酸) (海綿狀鉛) PbO2 中Pb的化合價降低，被還原，負電荷流動；海綿狀鉛中Pb的化合價升高，正電荷流動。
(陽極) (電解液) (陰極) PbSO4 + 2H2O + PbSO4 ---> PbO2 + 2H2SO4 + Pb (充電反應) （必須在通電條件下） (硫酸鉛) (水) (硫酸鉛) 第一個硫酸鉛中鉛的化合價升高，被氧化，正電荷流入正極；第二個硫酸鉛中鉛的化合價降低，被還原，負電荷流入負極。
放電的化學變化
蓄電池連線外部電路放電時，稀硫酸即會與陰、陽極板上的活性物質產生反應,生成新化合物『硫酸鉛』。經由放電硫酸成份從電解液中釋出，放電愈久，硫酸濃度愈稀薄。所消耗之成份與放電量成比例，只要測得電解液中的硫酸濃度，亦即測其比重，即可得知放電量或殘餘電量。
充電的化學變化
由於放電時在陽極板，陰極板上所產生的硫酸鉛會在充電時被分解還原成硫酸,鉛及過氧化鉛,因此電池內電解液的濃度逐漸增加, 亦即電解液之比重上升，並逐漸回復到放電前的濃度，這種變化顯示出蓄電池中的活性物質已還原到可以再度供電的狀態，當兩極的硫酸鉛被還原成原來的活性物質時，即等於充電結束，而陰極板就產生氫，陽極板則產生氧，充電到最後階段時，電流幾乎都用在水的電解，因而電解液會減少，此時應以純水補充之。
分類
恆定電流充電機
在充電過程中充電電流始終保持不變，叫做恆定電流充電機，簡稱恆流充電機或等流充電機。在充電過程中由於蓄電池電壓逐漸升高，充電電流逐漸下降，充電機為保持充電電流不致因蓄電池端電壓升高而減小，充電過程必須逐漸升高充電機電源電壓，以維持充電電流始終不變，這對於恆定電流充電機的自動化程度要求較高，一般簡陋的充電機是不能滿足恆流充電要求的。恆流充電機，在蓄電池最大允許的充電電流情況下，充電電流越大，充電時間就可以縮短。若從時間上考慮，採用此充電機有利的。但在充電後期若充電機電流仍不變，這時由於大部分電流用於電解水上，電解液出氣泡過多而顯沸騰狀，這不僅消耗電能，而且容易使極板上活性物質大量脫落，溫升過高，造成極板彎曲，容量迅速下降而提前報廢。所以，這種充電機很少採用。
恆定電壓充電機
在充電過程中，充電電壓始終保持不變，叫做恆定電壓充電機，簡稱恆壓充電機或等壓充電機。由於恆壓充電機充電開始至後期，電源電壓始終保持一定，所以在充電開始時充電電流相當大，大大超過正常充電電流值。但隨著充電的進行，蓄電池端電壓逐漸升高，充電電流逐漸減小。當蓄電池端電壓和充電電壓相等時，充電電流減至最小甚至為零。由此可見，採用恆壓充電機的優點在於，可以避免充電後期充電電流過大而造成極板活性物質脫落和電能的損失。但其缺點是，在剛開始充電時，充電電流過大，電極活性物質體積變化收縮太快，影響活性物質的機械強度，致使其脫落。而在充電後期充電電流又過小，使極板深處的活性物質得不到充電反應，形成長期充電不足，影響蓄電池的使用壽命。所以這種充電機一般只適用於無配電設備或充電設備較簡陋的特殊場合，如汽車上蓄電池的充電，1號至5號乾電池式的小蓄電池的充電均採用等壓充電機。採用等壓充電機給蓄電池充電時，所需電源電壓：酸性12V蓄電池電池為14．4～16．8V左右，鹼性蓄電池電壓為9．6～12．0V左右。
電阻恆壓充電機
為補救恆定電壓充電的缺點而設計的一種充電機。即在充電電源與電池之間串聯一電阻，這樣充電初期的電流可以調整。但有時最大充電電流受到限制，因此隨充電過程的進行，蓄電池電壓逐漸上升，電流卻幾乎成為直線衰減。有時使用兩個電阻值，約在14．4V時，從低電阻轉換到高電阻，以減少出氣。
階段等流充電機
綜合恆流充電機和恆壓充電機的特點，蓄電池在充電初期用較大的電流，經過一段時間改用較小的電流，至充電後期改用更小的電流，即不同階段內以不同的電流進行恆流充電的充電機，叫做階段恆流充電充電機。階段恆流充電充電機，一般可分為兩個階段進行，也可分為多個階段進行。
階段等流充電機所需充電時間短，充電效果也好。由於充電後期改用較小電流充電，這樣減少了氣泡對極板活性物質的沖刷，減少了活性物質的脫落。這種充電法能延長蓄電池使用壽命，並節省電能，充電又徹底，所以是當前常用的一種充電方法。一般蓄電池第一階段以10h率電流進行充電，第二階段以20h率電流進行充電。各階段充電時間的長短，各種蓄電池的具體要求和標準不一樣。
浮充電充電機
間歇使用的蓄電池或僅在交流電停電時才使用的蓄電池，其充電方式為浮充電式。一些特殊場合使用的固定型蓄電池一般均採用浮充電充電機對蓄電池進行充電。浮充電法的優點主要在於能減少蓄電池的析氣率，並可防止過充電，同時由於蓄電池同直流電源並聯供電，用電設備大電流用電時，蓄電池瞬時輸出大電流，這有助於鎮定電源系統的電壓，使用電設備用電正常。浮充電法的缺點是個別蓄電池充電不均衡和充不足電，所以需要進行定期的均衡充電。
定流定周快速充電機
這種充電機的特點是，以電流幅度恆定和周期恆定的脈衝充電電流對蓄電池充電，兩個充電脈衝之間有一放電脈衝進行去極化，以提高蓄電池的充電接受能力。在充電過程中，充電電流及其脈寬不受蓄電池充電狀態的影響。因此，它是一種開環式脈衝充電的充電機。這種充電機易使蓄電池充滿容量，但如果不增加防止過充電的保護裝置，容易造成強烈的過充電，影響蓄電池的使用壽命。在這種充電機中，雖然整個充電過程均加有去極化措施，但是這種固定的去極化措施，難於適合充電全過程的要求。
定流定出氣脈衝充放去極化快速充電機
這種充電機的特點是：在整個充電過程中，充電電流脈衝的幅值和蓄電池的出氣率始終保持不變。充電過程初期，充電電流略低於蓄電池的初始接受電流。在充電過程中，由於蓄電池可接受的電流逐漸減小，所以經過一段時間後，充電電流將超過蓄電池的可接受電流，因而蓄電池內將產生較多的氣體，出氣率顯著增加。此時，氣體檢測元件能夠及時發出控制信號，迫使蓄電池停止充電，進行短時放電。這樣蓄電池內部的極化作用很快消失，因而出氣率可以始終保持在較低的預定值內。國外有這樣的充電機。國內因缺少氣體敏感元件， 對這種充電機很少研究。
定流定壓脈衝充放電去極化快速充電機
這種充電機的特點是，以恆定大電流充電，待充到一定電壓(相當於蓄電池出氣點的電壓)時，停止充電並進行大電流(或小電流)放電去極化，然後再以恆定大電流充電，依此，充放電過程交替地進行。放電脈衝的頻率隨充人電量的增加而增加，充電脈衝的寬度隨充人電量的增加而減少。當充電量和放電量基本相等時，表示蓄電池已充滿電，立即結束充電。
根據這種充電機，國內外都有多種方案來實現蓄電池快速充電。這種充電機，充電初期無去極化措施。在加有去極化措施後充電脈衝寬度不斷減小，使得充電電流平均值下降較快，延長了充電時間。
定流升壓脈衝充放電去極化快速充電機
這種方法是定電流定電壓脈衝充電放電去極化快速充電機的改進。它是以恆定電流(如IC)充電，當蓄電池電壓達到充電出氣點電壓後(單格電池電壓14.1～15V)時，停止充電並進行放電(如放電電流2～3C，脈衝寬度為1ms)，然後再充電……。從加有放電去極化脈衝以後，用積分器件階梯形跟蹤調高充電控制電壓(提升出氣點電壓)，以加快充電速度和提高充滿程度。其它和定電流定電壓機充電相同。
定壓定頻脈衝充放電去極化快速充電機
這種充電機的特點是，充電脈衝的電壓幅值保持恆定，隨著充電過程的進行，蓄電池電動勢逐漸上升，充電電流幅值逐漸減小，充電脈衝電流的頻率恆定，在兩個充電脈衝之間加有放電去極化脈衝。
充放電頻率選擇脈衝充放電快速充電機
這種充電機特點是，根據蓄電池充電過程中的極化情況選擇充放電脈衝的頻率，並在充電後期將蓄電池端電壓限定在預選的數值，使出氣率限制在一定的容許值。
適應全過程去極化脈衝充電放電充電機
這種充電機的特點是，在充電全過程都適時加有去極化的放電脈衝，在放電脈衝後充電電流恢復之前，均進行去極化效果檢測，達到一定去極化效果再轉回充電，否則再次進行去極化放電，直至達到去極化要求的效果才轉回充電，這樣，可使去極措施適應全過程。這種充電機能有效地將氣體析出量抑制在很小的數值內。
理想充電機
我國常規充電制度，是在缺乏對於充電規律認識的情況下，被迫採用的不合理的充電方法。常規充電充電機的缺點就是充電時間長、效率低、出氣量大、蓄電池的利用周轉率低、充電管理制度繁雜等。這種充電制度的落後性與蓄電池套用的廣泛性是存在著一定的矛盾的。為此，在充電領域內，必須加強對充電規律的認識和研究，逐步探討一套既快又好的充電制度，以使蓄電池適應於各部門經濟發展的需要和國防建設的需要。
三階段充電機
航空蓄電池均採用階段恆流充電機進行充電。一般酸性航空蓄電池採用恆流兩階段充電機。鹼性航空蓄電池採用恆流兩階段充電機或恆流一階段充電機。但這種充電機在充電中間階段遠離了充電電流接受率曲線，所以三階段充電機更好一點。
三階段充電機是兩階段等流充電機和恆定等壓充電機相結合的方式。充電開始和結束時採用恆定電流，中間階段為恆定電壓充電。蓄電池在充電初期用較大的電流，經過一段時間改為恆定電壓充電，當電流衰減到預定值時，由第二階段轉到第三階段。採用三階段充電法的優點是：避免了恆定電壓充電法開始充電電流過大，而後期電流又過小的情況，比二階段等流充電在中間階段更接近充電電流接受率曲線。這種充電法減少了充電出氣量，充電又徹底，延長了蓄電池使用壽命。
智慧型充電機
此種充電機採用單片機控制內部開關電源的輸出和使用內部感測器對電池充電情況做實時監控。嚴格按照電池充電曲線對電池進行充電。可存儲電池充電數據。使得充電機與電池之間完美結合。常見的智慧型充電機有三段式和五段式智慧型充電機。
三段式智慧型充電機
採用均充、浮充、涓充三個階段充電方式對電池進行充電；
五段式智慧型充電機
採用預充，恆流充、恆壓充、浮充、涓充五階段充電，通常用於動力電池。
使用方法
1.檢查12V充電機各個部件接線是否完整正確；
2.接入12V電池，注意正負極；
3.打開充電機電源，機器自動為12V電池充電，可實現無人值守。
保養
在充電機未使用時，應注意機器防塵防水。工作時保持機器工作環境溫度濕度適中。使用完畢請關閉充電機輸入電源。拆除與充電設備連結。
