三時(shí)段全自動(dòng)智能快速充電器控制電路
2018-4-4 10:58:42??????點(diǎn)擊：
電動(dòng)車自行車已成為大眾化交通工具，鉛酸蓄電池依然是電動(dòng)車自行車動(dòng)力電池的主流。
1.充電不當(dāng)?shù)奈：?br /> 購置新車或更換新的蓄電池后，在正確充電和維護(hù)的情況下，可以使用5年以上。但大多數(shù)用戶只用1～2年、最多3年就要換新了。究其原因，主要是充電不當(dāng)造成的。“電瓶不是用壞的，而是充壞的”，雖不是至理名言，但也道出了電池不能壽終正寢的主要癥結(jié)。
欠充電：即充電時(shí)間不足。電池放完電后就開始了硫化過程，12小時(shí)后硫化進(jìn)程加劇。所謂“硫化”，就是在電池極板聚積硫酸鉛顆粒，使電池容量衰減。及時(shí)充滿電，可以清除不嚴(yán)重的硫化物，防止在電池的極板逐步積累而形成粗大堅(jiān)硬的硫酸鉛結(jié)晶顆粒，造成電池容量的嚴(yán)重下降，縮短電池壽命。
過充電：即充電時(shí)間過長，電池內(nèi)產(chǎn)生電解液消耗過快，產(chǎn)生稀氣現(xiàn)象，導(dǎo)致活性物質(zhì)熱失控、電池容量驟減。同時(shí)發(fā)出過多的熱量，消耗電池內(nèi)水分，使電池缺水，容量下降，加速極板硫化，甚至電池發(fā)生形變，如鼓包、腫脹等。
比較而言，過充電可能損壞電池，欠充電只影響電池壽命，在不能精確掌握充電時(shí)間的情況下，權(quán)衡利弊取其輕，充電時(shí)“寧欠勿過”還是比較妥當(dāng)?shù)脑瓌t。
2. 充電時(shí)間的掌控
1）新電池 三次定乾坤：新電池一般存有80%的電量，正常騎行到欠壓指示燈亮起或只剩1格容量顯示時(shí)，開始第一次充電，當(dāng)充電指示燈變?yōu)榫G燈后，再充1個(gè)小時(shí)結(jié)束。第2次充電：正常騎行到欠壓指示燈亮起或只剩1格容量顯示時(shí)，開始第2次充電，當(dāng)充電指示燈變?yōu)榫G燈后，再充1個(gè)小時(shí)結(jié)束。第3次充電：正常騎行到欠壓指示燈亮起或只剩1格容量顯示時(shí)，開始第3次充電，當(dāng)充電指示燈變?yōu)榫G燈后，再充1個(gè)小時(shí)結(jié)束。
對(duì)于新的鉛酸蓄電池來說，前三次特殊的充電過程稍嫌麻煩，但對(duì)于抑制電池硫化、保護(hù)電池極板還是有利的，要堅(jiān)持完成。
2）舊電池 新電池經(jīng)過前三次特殊的充電過程后就是舊電池了。一般說來，當(dāng)全自動(dòng)智能快速充電器的充電指示燈變?yōu)榫G燈后，再延續(xù)充1個(gè)小時(shí)，即可結(jié)束充電過程。
3.養(yǎng)成良好的騎行和充放電習(xí)慣
1）“天天用車，天天充電”。第一，鉛酸蓄電池的“記憶效應(yīng)”很小，不宜每次都放完電后再充電。即使行駛里程不長，還是建議每天充電，讓電池處于淺循環(huán)狀態(tài)，延長電池壽命；第二，電池放電時(shí)形成硫酸鉛，充電時(shí)還原成鉛和硫酸，深放電而不及時(shí)充電，硫酸和鉛不能及時(shí)還原，會(huì)造成極板硫化。因此，保持蓄電池隨時(shí)都有充足的電壓，“天天用車，天天充電”，是一種必然。
2）定期深放電。每季度深放電一次，以激活電池中的活性物質(zhì)，“活化”電池，還可以略微提升電池容量。方法：正常騎行到欠壓指示燈亮起或只剩1格容量顯示時(shí)，再充滿電。
3）長期不用也要充電。電池常年閑置不用時(shí)，要每月充電一次，防止硫化和虧電。
3）掌握充電環(huán)境溫度。充電最佳環(huán)境溫度是25℃，溫度過高時(shí)易過充電，溫度過低時(shí)易欠充電。現(xiàn)代居家室內(nèi)溫度基本上能滿足充電環(huán)境溫度的要求。
4）全自動(dòng)智能快速充電器要專用。全自動(dòng)智能快速充電器要一車一用，不宜多車互用；全自動(dòng)智能快速充電器不宜放在車筐和后備箱中，防止顛簸損壞和參數(shù)漂移變化；不提倡使用快速全自動(dòng)智能快速充電器，如街頭充電站，還是涓涓細(xì)流、潤物細(xì)無聲的充電方式好。
5) 原裝原配。去掉控制器的限速裝置，可以提高速度，但也會(huì)降低電池的壽命。如果沒有特別需要，還是原裝原配好。
6）后插先拔。充電時(shí)先插電池盒與全自動(dòng)智能快速充電器的插頭，后插全自動(dòng)智能快速充電器與電源之間的插頭；充完電后則順序相反。
7）腳踏助力。電動(dòng)車啟動(dòng)電流很大，容易傷及電池極板。啟動(dòng)時(shí)最好腳踏起步、重載和上坡時(shí)腳踏助力，以減少電量的損失、延長電池壽命。
4. 三時(shí)間段電動(dòng)車全自動(dòng)智能快速充電器控制電路
在為蓄電池充電時(shí)經(jīng)常遇到這種情況，充滿電后忘記拔除全自動(dòng)智能快速充電器插頭，整夜長時(shí)間過充電，致使電池壽命受到影響。若要保證精準(zhǔn)掌握充電時(shí)間，則需耐心守候，每次充電都要耗精費(fèi)力。
表1 蓄電池充電時(shí)間參考
鉛酸蓄電池在充電時(shí)，當(dāng)全自動(dòng)智能快速充電器的充電指示燈變?yōu)榫G燈后，再延續(xù)1個(gè)小時(shí)，即可結(jié)束充電過程。按照這個(gè)要求，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)電動(dòng)車的行駛里程，行駛里程和充電時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1。雖然表1中的對(duì)應(yīng)關(guān)系并不十分精準(zhǔn)，但按照這個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系充電，絕不會(huì)過充電，又能保證基本充滿電。
按照這個(gè)思路，筆者制作了一臺(tái)三時(shí)段全自動(dòng)智能快速充電器控制器，能同時(shí)對(duì)三組行駛里程不同的電池進(jìn)行充電，在達(dá)到各自的充電時(shí)間后，自動(dòng)切斷該組全自動(dòng)智能快速充電器電源，防止過充電。電路如圖1所示。
電路采用三只3小時(shí)通電延時(shí)繼電器，分別實(shí)現(xiàn)0～3小時(shí)、3～6小時(shí)和6～9小時(shí)三個(gè)時(shí)段的控制，設(shè)置三個(gè)充電插座CZ1～CZ3，分別與上述三個(gè)時(shí)段對(duì)應(yīng)。比如，電動(dòng)車行駛約15公里，充電時(shí)間應(yīng)在5小時(shí)左右，可利用CZ2插座進(jìn)行充電：調(diào)整KT1延時(shí)時(shí)間為3小時(shí)，調(diào)整KT2延時(shí)時(shí)間為2小時(shí)，調(diào)整KT3延時(shí)時(shí)間為零小時(shí)，兩個(gè)時(shí)段累加為5小時(shí)，充電到5小時(shí)，插座CZ2自動(dòng)斷電，結(jié)束充電過程。
控制電路的工作過程：
為控制電路接通交流220V電源，L為相線，N為零線。
按下啟動(dòng)按鈕SB，中間繼電器KA1線圈得電吸合并自鎖，其4個(gè)動(dòng)合觸點(diǎn)KA1閉合，全自動(dòng)智能快速充電器插座CZ1～CZ3接通電源，指示燈HL1～HL3亮起；同時(shí)，延時(shí)繼電器KT1線圈得電，開始延時(shí)計(jì)時(shí)。
當(dāng)時(shí)間繼電器KT1設(shè)定的延時(shí)時(shí)間到，其延時(shí)動(dòng)合觸點(diǎn)KT1閉合，KA2線圈得電并自鎖，KA2動(dòng)合觸點(diǎn)打開，KA1、KT1線圈失電，充電插座CZ1斷電，指示燈HL1熄滅；同時(shí)，KA2動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，CZ2、 CZ3繼續(xù)得電，HL2、HL3繼續(xù)發(fā)亮；KT2線圈得電，開始計(jì)時(shí)。
當(dāng)時(shí)間繼電器KT2設(shè)定的延時(shí)時(shí)間到，其延時(shí)動(dòng)合觸點(diǎn)KT2閉合，KA3線圈得電并自鎖，其動(dòng)斷觸點(diǎn)打開，KA2、KT2線圈失電，插座CZ2失電，指示燈HL2熄滅；同時(shí)，KA3動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，CZ3繼續(xù)得電，HL3繼續(xù)發(fā)亮；同時(shí)，KT3線圈得電，計(jì)時(shí)開始。
當(dāng)時(shí)間繼電器KT3設(shè)定的延時(shí)時(shí)間到，其延時(shí)動(dòng)斷觸點(diǎn)KT3斷開，KA3、KT3線圈失電，KA3動(dòng)合觸點(diǎn)打開，插座CZ3失電，指示燈HL3熄滅。
至此，所有器件全部斷電，三段充電過程結(jié)束。
5. 簡(jiǎn)單實(shí)用的充電控制器
1.充電不當(dāng)?shù)奈：?br /> 購置新車或更換新的蓄電池后，在正確充電和維護(hù)的情況下，可以使用5年以上。但大多數(shù)用戶只用1～2年、最多3年就要換新了。究其原因，主要是充電不當(dāng)造成的。“電瓶不是用壞的，而是充壞的”，雖不是至理名言，但也道出了電池不能壽終正寢的主要癥結(jié)。
欠充電：即充電時(shí)間不足。電池放完電后就開始了硫化過程，12小時(shí)后硫化進(jìn)程加劇。所謂“硫化”，就是在電池極板聚積硫酸鉛顆粒，使電池容量衰減。及時(shí)充滿電，可以清除不嚴(yán)重的硫化物，防止在電池的極板逐步積累而形成粗大堅(jiān)硬的硫酸鉛結(jié)晶顆粒，造成電池容量的嚴(yán)重下降，縮短電池壽命。
過充電：即充電時(shí)間過長，電池內(nèi)產(chǎn)生電解液消耗過快，產(chǎn)生稀氣現(xiàn)象，導(dǎo)致活性物質(zhì)熱失控、電池容量驟減。同時(shí)發(fā)出過多的熱量，消耗電池內(nèi)水分，使電池缺水，容量下降，加速極板硫化，甚至電池發(fā)生形變，如鼓包、腫脹等。
比較而言，過充電可能損壞電池，欠充電只影響電池壽命，在不能精確掌握充電時(shí)間的情況下，權(quán)衡利弊取其輕，充電時(shí)“寧欠勿過”還是比較妥當(dāng)?shù)脑瓌t。
2. 充電時(shí)間的掌控
1）新電池 三次定乾坤：新電池一般存有80%的電量，正常騎行到欠壓指示燈亮起或只剩1格容量顯示時(shí)，開始第一次充電，當(dāng)充電指示燈變?yōu)榫G燈后，再充1個(gè)小時(shí)結(jié)束。第2次充電：正常騎行到欠壓指示燈亮起或只剩1格容量顯示時(shí)，開始第2次充電，當(dāng)充電指示燈變?yōu)榫G燈后，再充1個(gè)小時(shí)結(jié)束。第3次充電：正常騎行到欠壓指示燈亮起或只剩1格容量顯示時(shí)，開始第3次充電，當(dāng)充電指示燈變?yōu)榫G燈后，再充1個(gè)小時(shí)結(jié)束。
對(duì)于新的鉛酸蓄電池來說，前三次特殊的充電過程稍嫌麻煩，但對(duì)于抑制電池硫化、保護(hù)電池極板還是有利的，要堅(jiān)持完成。
2）舊電池 新電池經(jīng)過前三次特殊的充電過程后就是舊電池了。一般說來，當(dāng)全自動(dòng)智能快速充電器的充電指示燈變?yōu)榫G燈后，再延續(xù)充1個(gè)小時(shí)，即可結(jié)束充電過程。
3.養(yǎng)成良好的騎行和充放電習(xí)慣
1）“天天用車，天天充電”。第一，鉛酸蓄電池的“記憶效應(yīng)”很小，不宜每次都放完電后再充電。即使行駛里程不長，還是建議每天充電，讓電池處于淺循環(huán)狀態(tài)，延長電池壽命；第二，電池放電時(shí)形成硫酸鉛，充電時(shí)還原成鉛和硫酸，深放電而不及時(shí)充電，硫酸和鉛不能及時(shí)還原，會(huì)造成極板硫化。因此，保持蓄電池隨時(shí)都有充足的電壓，“天天用車，天天充電”，是一種必然。
2）定期深放電。每季度深放電一次，以激活電池中的活性物質(zhì)，“活化”電池，還可以略微提升電池容量。方法：正常騎行到欠壓指示燈亮起或只剩1格容量顯示時(shí)，再充滿電。
3）長期不用也要充電。電池常年閑置不用時(shí)，要每月充電一次，防止硫化和虧電。
3）掌握充電環(huán)境溫度。充電最佳環(huán)境溫度是25℃，溫度過高時(shí)易過充電，溫度過低時(shí)易欠充電。現(xiàn)代居家室內(nèi)溫度基本上能滿足充電環(huán)境溫度的要求。
4）全自動(dòng)智能快速充電器要專用。全自動(dòng)智能快速充電器要一車一用，不宜多車互用；全自動(dòng)智能快速充電器不宜放在車筐和后備箱中，防止顛簸損壞和參數(shù)漂移變化；不提倡使用快速全自動(dòng)智能快速充電器，如街頭充電站，還是涓涓細(xì)流、潤物細(xì)無聲的充電方式好。
5) 原裝原配。去掉控制器的限速裝置，可以提高速度，但也會(huì)降低電池的壽命。如果沒有特別需要，還是原裝原配好。
6）后插先拔。充電時(shí)先插電池盒與全自動(dòng)智能快速充電器的插頭，后插全自動(dòng)智能快速充電器與電源之間的插頭；充完電后則順序相反。
7）腳踏助力。電動(dòng)車啟動(dòng)電流很大，容易傷及電池極板。啟動(dòng)時(shí)最好腳踏起步、重載和上坡時(shí)腳踏助力，以減少電量的損失、延長電池壽命。
4. 三時(shí)間段電動(dòng)車全自動(dòng)智能快速充電器控制電路
在為蓄電池充電時(shí)經(jīng)常遇到這種情況，充滿電后忘記拔除全自動(dòng)智能快速充電器插頭，整夜長時(shí)間過充電，致使電池壽命受到影響。若要保證精準(zhǔn)掌握充電時(shí)間，則需耐心守候，每次充電都要耗精費(fèi)力。
表1 蓄電池充電時(shí)間參考
鉛酸蓄電池在充電時(shí)，當(dāng)全自動(dòng)智能快速充電器的充電指示燈變?yōu)榫G燈后，再延續(xù)1個(gè)小時(shí)，即可結(jié)束充電過程。按照這個(gè)要求，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)電動(dòng)車的行駛里程，行駛里程和充電時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1。雖然表1中的對(duì)應(yīng)關(guān)系并不十分精準(zhǔn)，但按照這個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系充電，絕不會(huì)過充電，又能保證基本充滿電。
按照這個(gè)思路，筆者制作了一臺(tái)三時(shí)段全自動(dòng)智能快速充電器控制器，能同時(shí)對(duì)三組行駛里程不同的電池進(jìn)行充電，在達(dá)到各自的充電時(shí)間后，自動(dòng)切斷該組全自動(dòng)智能快速充電器電源，防止過充電。電路如圖1所示。
電路采用三只3小時(shí)通電延時(shí)繼電器，分別實(shí)現(xiàn)0～3小時(shí)、3～6小時(shí)和6～9小時(shí)三個(gè)時(shí)段的控制，設(shè)置三個(gè)充電插座CZ1～CZ3，分別與上述三個(gè)時(shí)段對(duì)應(yīng)。比如，電動(dòng)車行駛約15公里，充電時(shí)間應(yīng)在5小時(shí)左右，可利用CZ2插座進(jìn)行充電：調(diào)整KT1延時(shí)時(shí)間為3小時(shí)，調(diào)整KT2延時(shí)時(shí)間為2小時(shí)，調(diào)整KT3延時(shí)時(shí)間為零小時(shí)，兩個(gè)時(shí)段累加為5小時(shí)，充電到5小時(shí)，插座CZ2自動(dòng)斷電，結(jié)束充電過程。
控制電路的工作過程：
為控制電路接通交流220V電源，L為相線，N為零線。
按下啟動(dòng)按鈕SB，中間繼電器KA1線圈得電吸合并自鎖，其4個(gè)動(dòng)合觸點(diǎn)KA1閉合，全自動(dòng)智能快速充電器插座CZ1～CZ3接通電源，指示燈HL1～HL3亮起；同時(shí)，延時(shí)繼電器KT1線圈得電，開始延時(shí)計(jì)時(shí)。
當(dāng)時(shí)間繼電器KT1設(shè)定的延時(shí)時(shí)間到，其延時(shí)動(dòng)合觸點(diǎn)KT1閉合，KA2線圈得電并自鎖，KA2動(dòng)合觸點(diǎn)打開，KA1、KT1線圈失電，充電插座CZ1斷電，指示燈HL1熄滅；同時(shí)，KA2動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，CZ2、 CZ3繼續(xù)得電，HL2、HL3繼續(xù)發(fā)亮；KT2線圈得電，開始計(jì)時(shí)。
當(dāng)時(shí)間繼電器KT2設(shè)定的延時(shí)時(shí)間到，其延時(shí)動(dòng)合觸點(diǎn)KT2閉合，KA3線圈得電并自鎖，其動(dòng)斷觸點(diǎn)打開，KA2、KT2線圈失電，插座CZ2失電，指示燈HL2熄滅；同時(shí)，KA3動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，CZ3繼續(xù)得電，HL3繼續(xù)發(fā)亮；同時(shí)，KT3線圈得電，計(jì)時(shí)開始。
當(dāng)時(shí)間繼電器KT3設(shè)定的延時(shí)時(shí)間到，其延時(shí)動(dòng)斷觸點(diǎn)KT3斷開，KA3、KT3線圈失電，KA3動(dòng)合觸點(diǎn)打開，插座CZ3失電，指示燈HL3熄滅。
至此，所有器件全部斷電，三段充電過程結(jié)束。
5. 簡(jiǎn)單實(shí)用的充電控制器
上述控制器太過復(fù)雜，制作時(shí)需要有一定電子電工技術(shù)基礎(chǔ)。如果只對(duì)一組電池充電，可按照?qǐng)D2制作。選擇一只0～10小時(shí)機(jī)械定時(shí)器或電子定時(shí)器，根據(jù)上述行駛里程與充電時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，調(diào)整好定時(shí)器充電時(shí)間，接通電源，待設(shè)定時(shí)間到，自動(dòng)切斷全自動(dòng)智能快速充電器插座電源。
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