4、汽车电池与发电机技术解析

汽车电池与发电机技术解析

1. 铅酸电池的电气特性

在设计电子充电器之前，了解电池的电气特性（模型）至关重要。

1.1 内阻

电池的内阻定义与任何电源的内阻定义相同，并且可以通过实验确定。具体步骤如下：
1. 用电压表测量电池的开路电压，例如测得为 12.7 V。
2. 连接一个外部负载到电池，并测量电流，假设为 50 A。
3. 再次记录电池在满载时的负载端电压，例如 12.2 V。
4. 使用公式 (R_i = (U - V) / I) 计算内阻，其中 (U) 是开路电压，(V) 是负载电压，(I) 是电流，(R_i) 是内阻。在这个例子中，计算结果为 0.01 Ω。

1.2 效率

电池的效率可以通过多种方式定义：
- 安时效率 ：定义为 (Ah_{efficiency}=\frac{Ah_{discharging}}{Ah_{charging}}\times100\%)。在实际使用中，充电和放电会有实际的时间间隔。在 20 小时的情况下，安时效率可能高达 90%。它更常以相反的形式使用，即作为充电系数，通常值约为 1.1。
- 能量效率 ：用公式 (EE=\frac{P_d\times t_d}{P_c\times t_c}) 表示，其中 (P_d) 是放电到负载的功率，(t_d) 是放电时间，(P_c) 是来自电源/充电器的充电功率，(t_c) 是充电时间。典型的计算结果约为 75%，低于安时效率，因为它考虑了将电荷强制注入电池所需的更高电压。

电池的充电状态也会影响充电