电动车充电器原理之铅酸电池损坏的四大原因

第一篇：电动车充电器原理之铅酸电池损坏的四大原因

电动车充电器原理之铅酸电池损坏的四大原因

铅酸电池损坏主要有四大原因，分别是失水、硫化、失衡和热失控（充鼓），因为失水和硫化造成的电池损坏占了目前市场上的97%。

高标科技一直从事自主研发，具有专业、研发经验丰富的工程师，目前已拥有100多项专利、30多项发明技术专利，处于业界领先水平，并先后被认定为国家级高新技术企业、智能驱动重点实验室、深圳职业学院产学研基地、东莞理工学院产学研基地、中科院华南新能源研究所合作单位。

其对电动车充电器进行了持续的故障研究，得出了电池损坏的原因并予以分析，还研发了高标充电器以解决相关问题。

一、电动车电池失水

1、电动车电池失水的原因

铅酸电池中的电解液是由稀硫酸和水组成的。充电过程中，难以避免失水，充电模式不一样，失水也不一样。普通三段式充电模式，充电过程中的失水量是脉冲模式的二倍以上。电池除了自然寿命外还有一个失水寿命：单只电池失水超过90克，电池就报废了。在常温下（25℃），普通充电器的失水量约为0.25克，而高标脉冲充电器为0.12克。在高温下（35℃），普通充电器的失水量为0.5克，而脉冲为0.23克。按此计算，普通充电器在250次循环后水分充干，而脉冲在600次循环后水分才会充干。高标充电器能够延长电池一倍以上的寿命。

铅酸蓄电池在充电过程中的最大问题是析气。

① 恒流充电阶段，充电电流保持恒定，充入电量快速增加，电压上升； ② 恒压充电阶段，充电电压保持恒定，充入电量继续增加，充电电流下降； ③ 蓄电池充满，电流下降到低于浮充转换电流，充电电压降低到浮充电压； ④ 浮充充电阶段，充电电压保持为浮充电压；

普通三阶段充电第一阶段为恒流充电，这主要是考虑到电路的设计比较方便，并非为使蓄电池性能最佳而设计。

恒流充电段后期和恒压充电前期，电流超过临界析气曲线，造成蓄电池析气，引起寿命下降。超过临界析气曲线的电流仅使蓄电池产生气体和温升，未转化为电池电量，充电效率也因此降低。

2、电动车电池失水的解决方案

脉冲恒动率阶段的时间，比普通充电器恒流+恒压阶段要缩短了近一个小时，而这一个小时的高压段充电是水分散发的关键时刻。脉冲以电压参数为转灯依据，转灯进入智能脉冲很准确，而普通充电器以电流参数为转灯依据，一旦电池硫化，内阻加大，充电电流也加大，很难达到转灯电流，很容易造成高压段长时间充电，加速水解。

二、电动车充电器硫化

1、电动车充电器硫化原因

电池长期滞留，充电过程中的长期过充和欠充，使用过程中的大电流放电，极易造成电池的硫化。它的表象为：一放就光，一充就饱，我们把它叫做电池的“假损坏”。硫化物质硫酸盐粘附在极板上，缩减了电解液与极板的反应面积，使电池容量迅速衰减。失水会加重电池的硫化；硫化又会加重电池的失水，易形成恶性循环。

2、电动车电池硫化的解决方案

脉冲运用智能脉冲中的尖峰脉冲，可以击碎硫酸铅结晶的晶核，使之难以形成硫酸盐。

智能脉冲充电器：①恒功率、②智能脉冲、③滴充 普通三段式：①恒流、②恒压、③浮充

三、电动车电池的失衡

1、电动车电池失衡的原因

一组电池由三到四只组成。由于制造工艺问题，无法做到每只电池的绝对平衡，普通充电器使用平均电流，使容量小的单只电池最先充满，并形成过充，放电时，这只容量小的电池最先放完，并形成过放。长期如此，恶性循环，使整组电池出现单只落后，从而使整组电池报废。三段式充电器的浮充阶段，有500mA的小电流，它的作用是补偿充电，让电池充饱。但它也带来两个副作用:

1、充饱后，多余的电流没有关断，电能转化为热能，进行水分解，加速水份的散发；

2、小电流充电，产生的电流分叉很大，更容易造成电池组的不平衡。

2、电动车电池失衡的解决方案

脉冲的失水量是普通充电器的三分之一，失水量少，则电池组电压差会小；反之，失水量大，则电池组电压差大。随着失水量的加大，硫化也会加重，而普通充电器没有去除硫化功能，所以电池组失衡严重。科林脉冲在充电时，失水量少，电池组电压差也小，当电池产生硫化后，能用脉冲去除，使整组电池趋向平衡。脉冲恒功率阶段的电流较大，作用是:

1、快速充电，节省充电时间；

2、激活电池极板，消除电池钝化现象，恢复电池容量，使整组电池的容量趋于平衡。滴充阶段，能消除电流分叉的影响，对欠充电池滴充，充满后自动关断，减少水分解，保持电池组的平衡。

四、电动车电池的热失控

1、电动车电池热失控的原因

蓄电池变形不是突发的，往往是有一个过程的。蓄电池在充电到容量的80%，左右进入高电压充电区，这时，在正极板上先析出氧气，氧气通过隔板中的孔，到达负极，在负极板上进行氧复活反应：2Pb+O2（氧气）=2PbO+Q（热量）；PbO+H2SO4=PbSO4+H2O+Q（热量）。反应时产生热量，当充电容量达到90%时，氧气发生速度增大，负极开始产生氢气，大量气体的增加使蓄电池内压超过阀压，安全阀打开，气体逸出，最终表现为失水。2H2O=2H2↑+O2↑。随着蓄电池循环次数的增加，水分逐渐减少，结果蓄电池出现如下情况：

（1）氧气“通道”变得畅通，正极产生的氧化很容易通过“通道”到达负极

（2）热容减小，在蓄电池中热容量最大的是水，水损失后，蓄电池热容大大减小，产生的热量使蓄电池温度升高很快；

（3）由于失水后蓄电池中超细玻璃纤维隔板发生收缩现象，使之与正负极板的附着力变差，内阻增大，充放电过程中发热量加大。经过上述过程，蓄电池内部产生的热量只能经过电池槽散热，如散热量小于发热量，即出现温度上升现象。温度上升，使蓄电池析气过电位降低，析气量增大，正极大量的氧化通过“通道”，在负极表面反应，发出大量的热量，使温度快速上升，形成恶性循环，即所谓的“热失控”。

2、电动车充电器热失控的解决方案

脉冲有温度补偿功能，通过热敏电子采集外界和机内温度，智能调节充电电压，使冬季节不欠充，夏季不过充，有效解决热失控。脉冲充电参数是动态的，变化的；普通充电器是静态的，固定的。所以，普通充电器不可避免的会出现夏季过充和冬季欠充问题。

第二篇：电动车充电器正确使用方法充电指示灯不亮及常见故障检修电池损坏原因

电动车充电器正确使用方法充电指示灯不亮及常见故障检

修电池损坏原因

电动车充电器正确使用方法充电指示灯不亮及常见故障检修电池损坏原因 使用充电器对蓄电池充电时，请先插上充电器的输出插头，后插输入插头。充电时，充电器的电源指示灯显示红色，充电指示灯也显示为红色。充满后，充电指示灯为绿色。停止充电时，请先拔下充电器的输入插头，后拔充电器的输出插头。通常的情况下，对电池的过度放电和过度充电是有害的。因此，要勤充电，不要过放电，正规厂家生产的充电器可确保不对电池过充电。电池的使用寿命与其放电深度有很大关系。铅酸蓄电池尤其怕亏电放量。亏电电池放置3-7天，将有可能永久损坏。因此，蓄电池使用过后请尽快充电。对于长期不使用的电池，应每隔15天左右对电池充电一次，以补偿电池存放时的自放电电量损失。充电器在使用过程中需防潮、防湿，并放置在通风良好的地方。充电器工作时有一定的温升，请注意散热，通常充电时间在内7-8小时，视电池的使用状态而不同。充电器属于较精密的电子设备，因此，在使用中要注意防振动。尽量不要随车携带，如确要携带，应将充电器用减振材料包装好后放置于车上工具箱内，并应注意防雨、防潮。

充电器故障的检修充电器在使用过程中会出现一些故障，下面举例介绍一些常见故障及其排除方法。

一、充电时电源指示灯亮，充电指示灯橙色首先请检查一下充电器输出插头与电池盒的充电插头有没有插紧。如确定没有问题，可检查一下电池盒上面的保险丝管是否开路或保险丝座有松动接触不良现象。另外，有的车型要把电池锁打开后才能充电。如果以上故障均排除，考虑一下充电器输出线是否开路，可用万用表电压挡（200V挡）测量一下充电器的空载输出电压，应为41-44V（配36V电池因充电器不同有所不同），如没有的话，可能是充电器输出线开路，并将充电器打开，换一根输出线，即可排除故障。注意：在更换充电器输出线时，一定要注意原机的正负极不要接反。

二、电源指示灯不亮，充电指示灯也不亮检查充电器输入电源插头与市电有没有连接好，可将充电器输入插头插至正常的电源插座中试一下，如情况依旧，将充电器外壳打开，观察一下机内保险丝有没有断，如没有断，先检查一下电源输入线是否良好，在排除电源输入线的故障后，应检查一下电路板上高压区附近的元器件是否有虚焊，保险丝座是否有接触不良现象，重点检查变压器T1、三极管V1、V2等是否有虚焊现象。另外，R5或R6开路，也会引起上述故障，如机内保险丝已断，则千万不要更换大安培的保险丝管（充电器的保险丝管一般为2A），应重点检查D1-D4、V1、V2、R4、R7及D15、D21有无损坏，如有损坏，可用同类型的更换。请注意，上述元件损坏时，可能会同时损坏一到二个，有时可能会同时损坏好几个，检修时需要逐一检查、更换这些元件后才能通电。

三、严重发热，甚至有外壳烧化变形现象这主要是部分用户经常随车携带造成部分元器件松动引起的故障。主要表现为：C18松动虚焊时，会造成V1、V2工作状态不正常，热量很大，严重时充电器外壳变形，电路板烧焦，导致V1、V2损坏，可将C18重新焊接好，检查V1、V2、R4、R7。如仍不能排除故障，则需检查D15、D21中是否有一只开路，另外，有些厂家的输出整流管采用一只双二极管，其中一只开路亦造成上述故障，有时该故障会造成V1、V2中一只损坏。需同时检查及更换。

四、发热量大、且伴有异常响声故障原因是输出级消振阻容R31、C17损坏所致。另外，C12开路或虚焊也会引起上述故障。

五、工作时有异常响声，充不进电检查电路板上C8是否有虚焊或损坏，一般更换C8均能解决。

六、工作时有异常响声，电源指示灯与充电指示灯暗且闪烁故障原因是IC1损坏，更换时务必小心，不要将印制板铜箔损坏，更换正常后，需调整R28使充电器输出电压在正常工作范围内。

七、输出电压很高输出电压很高（大于50V），其故障原因是C15短路或R26开路，具体判断时可测量IC1集成电路的“1”脚电压。注：更换R26后，应重新调整R28使充电器输出电压保持正常。

八、输出电压正常，但充电电流很小检查R30、R11、R13是否有接触不良或损坏，如正常请更换IC1即可排除故障。

九、输出电压正常，充电指示灯无指示或指示不正确通常是由于IC2损坏或LED2损坏，可更换。

十、输出部分铜箔烧断打开充电器后发现充电器输出部分铜箔烧断，这通常是将电池正负极反接的结果，由此而引起的故障将会导致充电器许多元件损坏。如果充电器保险丝没有坏，则通常更换R30、IC1、IC2后将断铜箔连上即可恢复正常。如果充电器的保险丝已断，则故障较严重D1-D4、V1-V2、R4、R7等均有可能损坏，需测量后逐一更换。

铅酸蓄电池的常见故障

1、极板硫酸盐化盐化了的蓄电池极化作用大，充电接受能力差，活性物质有效性差，放电端电压下降快，额定容量低。（1）极板的活性物质减少，电池正常放电时，明显比其他正常电池的容量低。（2）由于硫酸铅晶体不能充分还原，电解液比重降低且长期不足，过量地产生气分解。（3）充电时电压上升很快，迅速高达2.9V/格左右（正常为2.7V/格左右）；放电时电压降低很快，1至2小时即达1.8V/格。（4）充电时冒气很早，且电解液温升较高。（5）极板颜色不正常，正极板呈浅渴色，负极板呈灰白色斑块，表面粗糙坚硬。造成此现象的主要原因如下： ①经常处于放电状态或放电后不充电，常表现为线路搭铁而引起短路等现象。②初充电不足或长期充电不足。由于电池的贮存期过长，干荷性能减弱而又未在售出之前补充电或车用充电器不配套，造成电池长期充电不足。③由于未及时作补水维护，使长期处于高比重的电解液逐渐硫酸盐化。④没有定期过充电。由于电池内部的活性物质不能百分之百地利用，总有一部分硫酸铅不易转化，这部分硫酸铅很容易结晶细化造成极板硫酸盐化。采用定期过充电可使这部分硫酸铅转化。⑤经常采用快速充电，这容易造成由于电流密度过高，极板内部的硫酸铅不易转化的现象。⑥通过隔板及极板边缘绝缘产生慢性短路。由于电池槽底积粉过高或由于电解液不纯，杂质结晶于极板边缘而形成慢性短路，使极板逐渐硫化。

2、电池开路电池开路主要表现为充不进电，没有电流显示，严重时伴有电池内部打火现象。造成此现象的主要原因有：装配时极柱受损有裂纹；假焊；因加酸不小心使酸漏入引线焊点，腐蚀引线而造成开路。

3、电池短路蓄电池短路主要表现为电压低，容量不足，充电后电压仍低于正常值等。造成电池短路的主要原因有：由于漏铅或隔板破损引起短路；电解液不纯，杂质结晶而引起短路；极板活性物质严重脱落，堆积在电池槽底部的脱落物引起短路。

4、蓄电池严重自行放电主要表现为电压低，充电后电压正常但放置几天后电压下降很快。电池不存电的主要原因是：所加的硫酸电解液不合标准，含杂质太多或补水维护时补加的水含有害杂质过多而造成电池自放电过大。

5、蓄电池失效一般表现为电池底部积粉过多，电池电压低等现象。造成电池失效的主要原因是：电池使用寿命终止；充电电流过大，充电时间过长；含氯等有害杂质过多，使极板松散脱粉。

第三篇：电动车充电器工作原理及常见故障维修

电动车充电器工作原理及常见故障维修

电动车如今已进入我们的生活，方便了我们的出行，而且还环保，正是我国目前提倡的“低碳生活”；但它的充电器故障率较高，很是一件令人头疼的事。出于这个缘故，根据本人多年的维修经验，写了这篇文章，希望对电子电器维修人员和广大的电子爱好者，提供维修资料，供维修参考用。为了方便说明，本文还是从原理开始说起。一．工作原理

我们目前用的电动车充电器大部分都是脉冲式充电器。就目前来说，以UC3842为主控芯片的充电器还是占绝大多数，当然也有不少是以TL494为主控芯片的充电器，对于采用这种芯片的充电器本文不做阐述（因这两种充电器的维修基本上是大同小异的）。这类充电器的原理与开关电源的原理是基本相同的220V的交流电经交流滤波电路滤除外来的杂波信号(同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网的干扰),再经二极管桥式整流电路和滤波电路，整流滤波后得到约300V的直流电，送给功率变换电路进行功率转换。功率变换电路中的开关功率管（IGBT）就在脉冲宽度调制控制器（UC3842）输出的脉冲控制信号驱动下，工作在“开”“关”状态，从而将300V直流电切换成宽度可调的高频脉冲电压。把高频脉冲电压送给高频脉冲变压器，其次级就会感应出一定的高频脉冲交流电，并送给高频整流滤波电路进行整流，滤波；最后输出一个很平滑的直流电，供给蓄电池充电。由于蓄电池刚开始充电时和充过一段时间后，蓄电池的容量和端电压均不一样，这就由充电器内部取样电路将取样信号通过光电耦合器（PC817）送入控制电路，经过脉宽调制芯片（UC3842）内部调制，由控制电路的输出端将变宽或变窄的驱动脉冲送到开关功率管的栅极，使变换电路产生的高频脉冲方波也随之变宽或变窄，使蓄电池的充电分别进入：恒流充电，恒压充电和浮充充电这三个充电阶段。

二．常见故障分析及维修

由于电动车充电器的输入部分工作在高压，大电流的状态下，故障率最高，如高压大电流整流二极管，滤波电容，开关功率管等较易损坏。其次就是输出整流部分的整流二极管，保护二极管，滤波电容，限流电阻等；再就是脉宽调制控制器的反馈部分和保护部分。2.1保险丝熔断

一般情况下，保险丝熔断说明充电器的内部电路存在短路或过流的故障。由于充电器工作在高电压，大电流的状态下，直流滤波和振荡电路在高压状态工作时间太长，电压变化相对大。另外电网电压的波动，浪涌都会引起充电器内电流瞬间增大而使保险丝熔断。

维修方法：首先仔细查看电路板上面的各个元件，看这些元件的外表是否被烧糊或有电解液溢出，闻一闻有没有异味。再用万用表进行检查。首先测量一下电源输入端的电阻值，若小于200KΩ，则说明后端有局部短路现象，然后分别测量四只整流二极管正，反向电阻和两个限流电阻的阻值，看其有无短路或烧坏；然后再测量一下电源滤波电容是否能进行正常充放电，再就测量一下开关功率管是否击穿损坏，以及UC3842本身，及周围元件是否击穿，烧坏等。需要说明的一点是：因是在路测量，有可能会使测量结果有误，造成误判。因此必要时可把元器件焊下来再进行测量。如果仍然没有上述情况则测量一下输入电源线及输出电源线是否内部短路。一般情况下，熔断器熔断故障中，整流二极管，电源滤波电容，开关功率管，UC3842是易损件，损坏的概率可达95%以上，一般着重检查一下这些元器件，就可很容易排除此类故障。

2.2无直流电压输出或电压输出不稳定

如果保险丝是完好的，在有负载的情况下，各级直流电压无输出。这种情况主要是以下原因造成的：电源中出现开路，短路现象；过压，过流保护电路出现故障；振荡电路没有工作；电源负载过重；高频整流滤波电路中整流二极管被击穿；滤波电容漏电等。

维修方法：首先，用万用表测量一下高频脉冲变压器次级的各个元器件是否有损坏。排除了高频整流二极管击穿、负载短路的情况后，再测量各输出端的直流电压，如果这时输出仍为零，则可以肯定是电源的控制电路出了故障。最后用万用表静态测量高频滤波电路中整流二极管及低压滤波电容是否损坏。如果确实是相关的元件损坏，在更换好新元件后，开机测试，一般故障即可排除。需要说明的是：电源输出线断线或开焊、虚焊也会造成这种故障。在维修时应注意这种情况。

2.3无直流电压输出，但保险丝完好

这种现象说明充电器未工作，或者工作后进入了保护状态。

维修方法：首先应判断一下充电器的主控芯片UC3842是否处在工作状态或已经损坏。判断方法是这样的：加电测UC3842的第7脚对地电压，若测第8脚有+5V电压，1，2，4，6脚也有不同的电压，则说明电路已起振，UC3842基本正常；若7脚电压低，其余管脚无电压或不波动，则UC3842已损坏。UC3842芯片损坏最常见的是7脚对地击穿，6，7脚对地击穿和1，7脚对地击穿。如果这几只脚都未击穿，而充电器还是不能正常启动，则UC3842必坏，应直接更换。若判断芯片未坏，则着重检查开关功率管栅极的限流电阻是否开焊、虚焊或变值以及开关功率管本身是否性能不良。除此之外，电源输出线断线或接触不良也会造成这种故障。因此在维修时也应注意检查一下。

UC3842的各管脚功能及正常工作时的对地电位表 管脚号 功能 对地电位 1 误差放大器的输出端 2.5V左右 2 反馈电压输入端 2.51V左右 3 电流检测输入端 小于1V 4 定时端f=1.8/(RT×CT)2V左右 5 公共地端 0V 6 推挽输出端 15V（方波）7 电源端 15V 8 5V 基准电压输出端 5V

2.4有直流电压输出，但输出电压过高

这种故障往往是由稳压取样和稳压控制电路出现故障所致。在充电器中，直流输出、取样电阻、误差取样放大器、光耦合器、电源控制芯片等电路共同构成了一个闭合的控制环路，任何一处出问题都会导致输出电压升高。

维修方法：由于充电器中有过压保护电路，输出电压过高首先会使过压保护电路动作。因此对于这种故障的维修，我们可以断开过压保护电路，使过压保护电路不起作用，在这时，测量开机瞬间的电源主电压。如果测量值比正常值高出1V以上，说明输出电压过高。我们应着重检查取样电阻是否变值或损坏，精密基准电压源(TL431)或光耦合器（PC817）是否性能不良，变质或损坏；其中精密基准电压源(TL431)极易损坏，我们可用下述方法对精密稳压放大器作出好坏的判别：将TL431的参考端(Ref)与它的阴极（Cathode）相连，串10k的电阻，接入5V电压，若阳极（Anode）与阴极之间为2.5V，并且等待片刻还仍然为2.5V，则为好管，否则为坏管。

2.5有直流电压输出，但输出直流电压过低

对于这种故障现象，根据维修经验可知，除稳压控制电路会引起输出电压过低外，还有以下几点原因:(1)输出电压端整流二极管、滤波电容失效等，可以通过代换法进行判断。

(2)开关功率管的性能下降，必然导致开关管不能正常导通，使电源的内阻增加，带负载能力下降。

(3)开关功率管的源极通常接一个阻值很小，但功率很大的电阻，作为过流保护检测电阻，该电阻的阻值一般在0.2欧到0.8欧之间。该电阻如变值或开焊，接触不良也会造成输出电压过低。

(4)高频脉冲变压器不良，不但造成输出电压下降，还会造成开关功率管激励不足从而屡损开关管。

(5)高压直流滤波电容不良，造成电源带负载能力差。

(6)电源输出线接触不良，有一定的接触电阻，造成输出电压过低。

(7)电网电压过低。虽然充电器在低压下仍然可以输出额定的充电电压，但当电网电压低于充电器的最低电压限定值时，也会使输出电压过低。

维修方法：对于这种故障我们可以根据以上故障原因，来逐一进行排查。但在实际维修时，可根据实际情况来进行排查，不一定要逐一排查。首先用万用表检查一下高压直流滤波电容是否变质，容量是否下降，能否正常充放电。如无以上现象，则测量一下开关功率管的栅极的限流电阻以及源极的过流保护检测电阻是否变值，变质或开焊，接触不良。经判别后，若无问题，再检查一下高频变压器的铁芯是否完好无损。除此之外还有可能就是输出滤波电容容量降低，甚至失容或开焊，虚接；电源输出限流电阻变值或虚接，电源输出线虚接等。在实际维修时，这些因素都不要放过，都应检查一下，以保证万无一失。2.6散热风扇不转

这种故障原因主要是控制风扇的三极管（一般为8550或8050）损坏，或者风扇本身损坏或风叶被杂物卡住。但有些充电器中采用的是智能散热，对于采用这种方式散热的充电器，热敏电阻损坏的概率是很大的。维修方法：首先用万用表测量一下控制风扇的三极管是否损坏，若测得此管未损坏那就有可能是风扇本身损坏。可以把风扇从电路板上拔下来，另外接上一个12V的直流电（注意正负极），看是否转动，并看有无异物卡住。若摆动几下风扇的电线，风扇就转动，则说明电线内部有断线或接头接触不良。若仍不转动，则风扇必坏。对于采用智能散热的充电器来说，除按上述检查外，还应检查一下热敏电阻是否不良或损坏，开焊等。但要注意此热敏电阻为负温度系数的热敏电阻，更换时应注意。三．检修实例

实例一.YG-WY-H型电动三轮车智能充电器有电压输出，但充不进去电

根据此故障现象，初步判断电源输入整流电路部分可能有故障，也有可能是输出电源插头与充电插座接触不良所致。用十字旋具将充电器的四颗紧固螺钉拆下，打开上盖。首先看到输入整流电路中的电源滤波电容已炸裂，漏液（C5 82Uf/400V）。然后用万用表的“RX1”欧档测量一下输出电源插头和充电插座，发现阻值很小，几乎为0欧，这说明它们接触良好。为了万无一失，再用万用表测量其它易损坏的元件及充电保险，经测量均未损坏。最后换上一个与原来电压(耐压可大于原来的值，但绝对不能小于原来的值)和容量相同的电解电容（82uf/400V），焊好，插上电源插头和充电插头。经数小时的充电，充电器上的“充满”指示灯亮，表明蓄电池已充满，故障排除。部分电路图及故障点见图1所示：