电动车充电器介绍及充电原理

电动车充电器是专门为电动车的蓄电池配置的一个充电设备。蓄电池的充电并不是随意接上电源就能充的，如交流电不变成直流电不能充，电压和电流的大小不适当不能充，不能过充电等，这些都需要充电器来完成。

1.充电器结构形式

充电器的结构形式有两种：一种是变压器式普通充电器，另一种是开关电源式充电器，两种充电器各具不同的特点。

变压器式充电器是由工频变压器降压后再由整流电路来控制充电，因所有电路均工作在低电压状态，故充电的可靠性较高，且充电器很难损坏，返修率最低。

开关电源式充电器工作在高频状态下，通过高频功率管和高频变压器降压来进行充电。这种充电器体积小、重量轻，但对元器件要求很高，尤其是对功率管、电阻、电容等的质量要求很高。

采用开关电源式的充电器设置了自动调整、控制和保护功能，在充电期间不需人员看守。开关电源是当前常用的能够稳压、稳流、具有自动调节功能的装置，并且采用脉冲装置的电路。开关电源充电的优点是充电快、质量好、效率高、不影响蓄电池的使用寿命。

目前市面上主流产品一般为开关电源式充电器，其实物外形结构如图2-92所示。主要由塑料外壳、输出插头、输入插头及指示灯等组成。

在给蓄电池进行充电时，应先插上充电器的输出插头，再插上输入插头进行充电。充电器指示灯红灯亮时，表示正在充电，绿灯亮时，表示进入浮充或充电完成。带风扇的充电器，红灯亮时，风扇工作，绿灯亮时，风扇不工作。

拆开充电器的外壳，可见到充电器内部的电路板和电风扇，如图2-93所示。

图2-92 电动车充电器实物外形结构

图2-93 充电器内部结构组成

采用开关电源形式的充电器的内部主要由开关变压器、晶体管、散热片、控制集成电路、高压大容量电容、NTC抗浪涌保护、整流电路等构成。这些组件都安装在充电器电路板的正面和反面上。如图2-94和图2-95所示。

图2-94 电路板正面主要组件实物

图2-95 电路板反面主要组件实物(www.xing528.com)

采用开关电源技术的充电器，其适用范围比较广，既适用铅酸蓄电池充电，又适用锂蓄电池充电，且具有输入电压范围宽（交流100～240V）、输出过电压保护、智能防反接、可长时间短路、采用智能三段式充电等特点。

2.充电器的充电方式

蓄电池放电后，按与放电电流相反的方向用直流电通过蓄电池，使电能在蓄电池内转化为化学能存储起来，恢复其工作能力，这个过程叫做蓄电池充电。蓄电池的充电电源电压必须高于蓄电池的总电动势，其充电方法是：将蓄电池负极与电源负极相连，蓄电池正极与电源正极相连。蓄电池的充电方式有以下几种：

（1）浮充充电

浮充充电是将蓄电池组与电源线路并联和负载电路连接的一种供（放）电工作方式。电源线路提供的少量电流补偿蓄电池组的局部损耗，使电量充足而不过量。浮充供电有半浮充（也称定期浮充）和全浮充（也称连续浮充）两种工作方式。半浮充工作方式就是当部分时间（负载较重时）进行浮充供电，而另部分时间（负载较轻时）由蓄电池组单独供电的工作方式。而全浮充工作方式则全部时间均由电源线路与蓄电池组并联浮充供电。

（2）恒流充电

所谓恒流充电就是定电流充电法，即从开始充电到充电结束都是用恒定电流值进行充电。这种充电方法其优点是充电时间短，蓄电池充电效率较高。但充电快结束时，由于水分解加剧、析气量大、温升高，此时存在极板活性物质冲击力而缩短蓄电池寿命的缺点，为了避免减少极板损坏的现象发生，一般采取分阶段定电流充电法，即在刚开始充电采用较大的电流值，但单体蓄电池达到2.4V时，减半电流值，继续充电，直到充足。

（3）恒压充电

所谓恒压充电就是恒定电压充电法，即蓄电池在进行充电时都是采用恒定不变的电压值进行充电。采用这种充电法充电开始时电流很大，随蓄电池端电压的上升，电流值逐渐下降。由于电流值不断地进行变化，在计算蓄电池的充入电量时，要从电解液密度上升情况进行判断。

恒压充电的优点是蓄电池极化作用小、充电时间短和不会过充电，但是它的缺点是不能有效地将蓄电池充足（因开始充电电流大，电解液温升高，充至后半期电流值慢慢变小，逐渐为零，故充入电量不足）。

（4）恒流恒压浮充电

恒流恒压浮充电就是先用恒流充电，对充电电流严格限制，蓄电池处于最佳充电状态，充电后期采用恒压浮充，使蓄电池长期保持充足电压值。任何快速充电器都是以牺牲蓄电池寿命代价来换取的，特别是那些只要几十分种就能将蓄电池充满电（其实只能充到70%左右）的充电器，使用恒流恒压浮充电的充电器可有效地延长蓄电池的使用寿命。

【点拨】

恒流恒压浮充电最高充电电压的规定：对与12V免维护蓄电池的恒压浮充电最高终止电压是13.8V，铅酸蓄电池恒压浮充电最高终止可以稍高，但不超过14.4V。过高终止电压会损坏蓄电池，过低终止电压蓄电池会亏充电，长期处于亏充电的蓄电池引起蓄电池容量逐渐下降。

（5）均衡充电

均衡充电是一种对蓄电池治疗性的充电方法，有的也叫预防硫化过充电。它是指蓄电池在使用过程中，因蓄电池的个体差异、温度差异等原因造成蓄电池端电压不平衡，为了避免这种不平衡趋势的恶化，需要提高蓄电池组的充电电压，对蓄电池进行活化充电。均衡充电是消除充电时串联蓄电池组电压不相同而设立的，即将每个蓄电池并联起来，根据蓄电池的标称值，确定充电电压和电流后进行充电，以延长蓄电池的使用寿命。

当蓄电池可能出现的极板硫酸盐化，可通过均衡充电予以消除，在进行均衡充电前，先进行正常充电，待蓄电池端电压稳定后，改用小电流充2h、停1h，反复进行几次，直至蓄电池电解液充分地产生气泡，视为充好，这种充电方法不适宜免维护蓄电池的充电。