对12伏铅酸电池欠压有多严重?


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今天,我与一些同事进行了激烈的讨论,围绕12伏铅酸电池的低电压是正确的。他们认为,低压警告蜂鸣器和最终的自动关闭功能很烦人,并且存在安全隐患。

  • 我有一个家伙坚持认为,即使电池电压严重不足,您也可以向其扔很多东西,但这些电池还是“好的”电池。
  • 另一个人坚持说,他的汽车电池在某个时刻已经低至2伏(!)伏,嘿,他没有任何问题。

我一直想在划船时不要让12伏电池的电量降到11伏以下,所以这种被动的态度让我有些困惑。是否有可用数据来量化因低压事件导致铅酸电池质量损失? 低压事件会使我损失多少容量?我相当确定我是对的,但我需要一些数据。


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查找“深循环电池”。
copper.hat 2015年

@ copper.hat感谢您的提示。通过大量有趣的材料找到了链接。
MikeFoxtrot 2015年

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@MikeFoxtrot请参阅此处的表格,以及与此相关的讨论
尼克·阿列克谢耶夫

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总而言之,主要有以下两点:1)一旦12V LA电池降至10-11V,电压将迅速下降。考虑到您只能从中获得几%的额外电流,将它推得更远(并冒险于第2点)没有实际意义。2)如果多节电池放电太深,则可能会在最弱的电池中出现“极性反转”的风险。通常,这可能会导致电池完全失效,尽管它可能会以某种方式失效,最终最终将其置于充电器上时会爆炸。
热舔

好问题!我也想知道典型的70AH 120RC SLI(启动器)电池的负责备用容量是多少。我们是否已经开始在11v时对其进行深循环破坏?请参阅下面的问题。
弯曲

Answers:


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您的观点可以很容易地以不同的方式提出。

如果查看额定值为12V或6V的铅酸蓄电池的放电曲线:

铅酸电池放电曲线-Yuasa

来自Yuasa。他们制造东西。它是可靠的还是乐观的,当然不是悲观的。

让我们看一下12V,并乐观地假设您只对0.2C放电感兴趣,可以使用不同的线对相同参数进行任何其他速率调整。

在其12V标记处,您可以看到有一个“临界点”,电压从相对恒定变为下降。

在11V时,它几乎会下降。

在9V电压下,它将在相同的负载电流下立即下降。

这意味着在12V点时,您实际上已经使用了其60%的容量。在11V时,您的有效电压为93%。在9V时,您的电压为99.5%。

现在添加一个两端为0V的电池不再具有任何化学类型的化学反应,您将需要激励它重新创建化学不平衡,从而导致视在电压和电流流动。这在任何电池中都很难做到(这就是为什么几乎所有电池都由已经用正确材料化学制造以产生电池电势的电极制造的原因)。

使用SLA,硫酸盐和亚硫酸盐的化学重组中会消耗大量能量,从而浪费了大量能量。这导致需要过多的电源来重新接合留在0V的电池。功率过多=热量。热=放气。放气=水分流失。水分损失=差。更不用说通常需要的更高电压会在板上产生许多副产品,首先是通过中和将其绝育而产生的副产品,然后剩下一块重量和大小为6Ah的AA电池SLA。

现在,如果您接近9V,它将很快变为0V。您很容易为时已晚。

许多制造商告诉我们“请考虑您的电池在11.8V时空了”,有些人(包括我在内)假定11V。那些谁使用11V通常(但并不总是)照顾就知道,这是 限值。正是由于这个原因。

如果他们不接受100多家制造商的产品,那么该领域的无数专家和用户都说:“在11.8V电压下,您将无法获得更多收益,尝试时将很有风险”,然后通过无论如何,在11V电压下并没有太多可得到的事实。做完了 其他所有论点都没有。

可以将汽车电池的电压降至2V,然后继续工作的原因是,由于该电池很快就处于2V,是因为白痴过了一会儿才打开灯。而且由于它们的尺寸通常会超出2到5倍,具体取决于汽车的类型和品牌,因此残废的汽车将可以工作几年。

老实说,我们是否真的要投入大量时间进行研究,以说服一个甚至无法介意全世界数以千计的电气工程师共享他的汽车灯的人?


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分钟/小时的对数图看起来很棒。我只是想知道最后一行是24小时还是什么。
弗拉基米尔·克拉韦罗(Fladimir Cravero)2015年

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@VladimirCravero 0.05C的行结束可能约为20.5小时,因此图形结束更可能为32〜33-ish。如果您确实需要,当然可以使用尺子和数学工具。
2015年

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希望我能再次为最后一句话投票!
Doktor J

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很好的信息,但没有回答以下问题:“是否有可用数据来量化低电压事件导致铅酸电池质量的损失?” 而是为什么将电池放电到低压没有任何好处
ndemou

好的答案,我会添加一件事-如果负载很高(2CA或更高),则我将10.5V作为下限。一些USP也这样做。开路电压通常会高于该值,但是我不能真正地断开负载以仅测量电压。
Pentium100

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Asmyldof的出色回答。我唯一要添加的是:

(1)铅酸有几种不同的品种:用于极少放电的“启动电池”,用于逐渐更深放电的“动力电池”,用于UPS式操作的“备用电池”,其中深层排泄很少见,因此这种深层排泄的累积负面影响被预期的使用寿命所抵消,并且新的香精可以长期处于部分排泄状态。它们在细节上都具有截然不同的特征。

(2)铅酸电池产业竞争激烈。除非您拥有一些新的专利化学物质以使您在竞争中脱颖而出,否则(a)您将获得所付的钱(就质量而言),并且(b)制造商不会从低于此值的使用限制/建议中受益有理由期望他们的产品具有良好的使用寿命。

说“哦,这些东西是防弹的”,或者“我把这个电压降到了2.5V,它仍然可以正常工作!” 通常,当电池“神秘地”不能使用数年之久时,不是非要用自己的数百美元来付钱的人。这些人还负责具有短保修期的电池,因为很难证明客户滥用了超出已发布限制的电池(没有内置用于记录和证明它的精密监控电子设备)。

制造商的数据表为准,并且您的应用必须与该用例专用的电池匹配。您的同事的三个个人经验数据点毫无价值,至少在电池寿命较长的情况下(必须为过早更换的人付费)。


@psmears,此编辑无助恕我直言。这个问题不是10页的Wikipedia文章,在该文章中,页内链接是有帮助的还是有意义的。确实,一个链接表明它将使读者离开页面,因此具有误导性且无济于事。我要求撤消修改。
Techydude

好吧,我添加了该链接,因为就个人而言,会发现它很有帮助-此处已经有三个答案,其中一些答案很长,并且在桌面上该页面的确显示了大约6个屏幕,在手机上确实显示了10个以上!但这是您的答案,因此,如果您认为这样做会有所改善,请随时还原编辑:)
psmears 2015年

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对于多节电池,要考虑的一个主要因素是,由欠电压引起的损坏将集中在最弱的电池上,但是,最弱的电池的性能通常会成为整个电池组性能的限制因素。 。如果一个12伏电池组的所有六个电池均表现良好,则将其电压降低至9可能会将所有六个电池降低至1.5伏,而不会明显损坏任何电池,但是如果其中一个电池的电池性能较弱,则汲取电池组电压降低到9可能导致弱电池的电压降低到1.0伏,而其他五个电池的电压为1.6。如果这样做几次,则弱电池可能会变得更弱,以致于其电压下降至零,而其他电池仍处于1.8。

如果将多节电池组用于存储容量而非电流处理能力,则我怀疑一个带有电子装置的电池组可以从更坚固的电池中吸收更多电流,而不是简单地为电池接线的电池组会产生更好的使用寿命系列,但我不知道这种设计是司空见惯的。但是,必须注意的是,在多节电池中,欠压条件导致的损坏会随着强弱电池之间的差异增加而增加,并且这种损坏也会导致差异增加。


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最终,您将获得最弱的电池来进行电压反转,这时整个电池组几乎毁了。
Agent_L 2015年

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@Agent_L:我想知道当最弱的电池失效时,典型电池组的强电池会剩下多少寿命,是否有人提供大量相同的“失效”电池组,可能会值得评估其中的电池并合并更好的细胞进入包装。
超级猫

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这不是一个技术性的答案,但可以为您的反驳提供更多动力:

我曾经在有大型备用电池组(100到1000支高质量电池)的地方工作,如果由于断电而使电池循环到制造商建议的极限以下,则要花掉大笔费用(全部电池)。这是高可靠性的关键电话网络基础设施,具有法律要求,以确保在停电(也包括核打击,natch)时保持在线状态。您会看到等待回收的电池托盘,这可能会再持续十年,在他的拖车或类似设备中运行Joe Normal的啤酒冷却器,但这使我明白了:

如果需要保证性能,请遵循制造商的规格。

您可以使用汽车电池来“摆脱”所有种类的电池,因为您永远不可能达到其极限-通常,它们会持续数年,也许如果将其放电至2v,您将摆脱它,并继续保持下去在正常条件下再开车5年,但这并不意味着您不会将其寿命缩短一年,或者如果您在冬天开车到阿拉斯加,它仍然可以工作,或者如果您将其放电至2v a再过几次它就不会卷曲并死亡。但是作为消费者,您只会耸耸肩并购买新电池,或者届时就已经卖掉了汽车。

你可以摆脱在日常消费生活中有很多东西,但是如果您要保证设备/产品的某些性能,就不能违反规则(除非您的产品非常好)-这就是为什么所有这些备用电池都需要更换的原因:可能仍能达到规格的90%左右,但是如果在3年后的冬季停电,并且这种超规格的放电事件已将电池推到曲线下方,而没有在指定的30分钟内恢复电源,设备意外地提前10分钟脱机,使网络崩溃,并使整个系统宕机了一天,因为从死点恢复的情况比“受控关闭”要糟10倍。您看起来像是一个正确的普拉特,某人的律师将敲您的门。

如果他们不愿意在任何重要的应用程序中使用这些东西,那么任何值得他们投入盐分的电池制造商都可以告诉您该数据(并保证该数据)。

附带说明:出于完全相同的原因,军用车辆的电池更换方式比Joe Public的汽车电池更换方式更频繁-当您在寒冷的日子被枪击时,您需要能够第一次将您的部队运输车摇动起来保证,不要在中间稍作休息就尝试一下。

这是中等安装,后来被许多较小的AGM电池架取代: 电池组

像这样:

更多电池

而且,如果骑行太深,他们都会被换掉。没有问题。


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回答问题“ 是否有可用数据来量化低电压事件导致铅酸电池质量的损失? ”,这里有两个很好的来源:

电池寿命与每次循环使用的深度直接相关。如果每天将电池放电至50%,则其寿命大约是循环到80%DOD的两倍[1]。如果仅循环使用10%的DOD,它的寿命大约是一次循环至50%的5倍。显然,对此有一些实际的限制-您通常不想在其中放5吨的电池来减少DOD 。最实用的数字是定期使用50%的DOD。-https://www.solar-electric.com/deep-cycle-battery-faq.html

深度循环时起动器和深度循环电池的典型寿命:

Depth of Discharge    Starter Battery    Deep-cycle Battery
------------------------------------------------------------
100%                  12–15 cycles       150–200 cycles
50%                   100–120 cycles     400–500 cycles
30%                   130–150 cycles     1,000 and more cycles

-http://batteryuniversity.com/learn/article/lead_based_batteries

感谢Hot Licks和Nick Alexeev的评论,找到了这两个消息来源。


备注/ PS

[1] DOD代表放电深度,其中100%表示将电池完全放电

其他答案具有很好的信息,但它们不能直接回答问题。


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我有超过一万个电池的经验。欠压电池会导致铅酸电池中的硫酸化或锂中的树枝状结晶而损坏电池。两者都具有破坏性。那些说电池可以处理的人实际上是在说他们的电池比通常的电池质量更好。但是,排空低于标称电压的电池会造成破坏,仍然会损坏电池。您最终将看到电池更快地耗尽。删除电压截止点是非常愚蠢的,因为如果要让电池持续使用,切勿在电压下使用电池。您可以做的最昂贵的事情是让电池处于电压状态,第二昂贵的事情是首先使它处于电压状态。它的设计目的不是在其参数范围之外进行操作,并且会大大缩短使用寿命。您不需要一张图表就可以了解,如果深度放电,电池将更快地耗尽。只是愚蠢到使电池过度放电,您很快就会发现。


1

通常快速杀死全新电池的原因是使它们放电并在耗尽状态下放置数周或数月。

这是大多数“休闲”电池的典型命运。他们变得无人看管。

几次灾难放电后再充电,电池仍可配合使用,但切勿将放电的摩托车或汽车电池留作以后的护理。

您会注意到,当可以将电池电压调高并且电池没有电流时,电池就会被硫酸化。通常情况下,经过健康的,稍微放电的12V 70Ah电池,在经过14.4V抑制后,会在几分钟后降至15-20安培。硫酸盐化后,您可以施加15-30V的电压,几乎没有电流流动。那你就麻烦了。

如果您使用的是限流电源,则可以折磨电池,并在较高的电压下油炸电池,将电流限制设置为容量的0.01。

如果/当电池开始消耗一些电流时,您有足够的时间才能充满电。

通常,如果硫酸盐含量过高,您可以推迟更换新电池,但是永远不会过时。

铅酸电池就像宠物一样-它们的行为与对待方式相同。


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几年前,我用一辆死了的6 V蝙蝠买了这辆踏板车。只从踏板踢开始。将蝙蝠放在受控的充电器中:6V乘以平方根2,大约8.5V。这是4AH,因此调节(尝试)的电荷为10%,因此为400mA;但是由于蝙蝠已经死了,必须将电压提高到10或12V(真的不记得了),直到可以达到400mA为止。此时,不得不监视电池内部的液体和充电电流;几乎每20分钟左右,必须降低电压以获得正确的充电电流。最终达到正确的充电电压(8.5 V)时可产生400mA电流并始终监控电池中的电石的程度。然后,让其静置充电14小时。它变得像新的一样。猜测需要过量的电压来“破坏”电极中的不良盐分。

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