防爆充电机实验装置

① 开展充电桩检测需要配备哪些设备

充电桩检测设备生产厂家星龙科技解释：开展充电桩检测需要配备的设备如下：

1. 充电桩现场检测设备：有便携式拉杆箱设计和检测车两种，可实现充电桩的计量检定、互操作性检测、协议一致性检测以及现场能标检测规程，同时，除了以上的测试项目，装置还具备温度采集、湿度采集、GPS北京时间校准等功能。主要用于充电桩安装后的验收阶段检验、运行阶段周期检验以及充电桩企业生产测试等。

   
   

   充电桩检测设备

2. 充电桩实验室全性能检测设备：主要用于充电桩的型式实验，对交直流充电桩进行型式试验、出厂检验以及到货抽检、到货全检。应用于电力单位，第三方质检，充电桩企业等单位，可作为电力单位、充电桩运营商、第三方检测单位的检测平台。

② 测试充电桩需要哪些充电桩测试设备

如下：

1、充电接口车辆碾压试验装置。

2、充电接口分断能力和正常操作试验装置。

3、电器附件负载控制柜。

4、接地端子短时耐大电流试验装置(3500A)。

5、导体损伤程度试验装置。

6、充电接口电缆拉扭试验机（含电缆吊重）。

项目

充电的时候，要保证充电插头和接口之间的连接安全和充电正常，就要进行兼容性测试。兼容性测试分为充电接口兼容性测试、充电控制兼容性测试以及充电通信兼容性测试。

充电通信兼容性测试主要是对can总线进行相关测试，具体在物理层、链路层和应用层都有测试标准规定，如can总线传输速率、数据帧格式测试等等。

③ 充电桩检测需要哪些设备

充电桩检测主要看您是需要的是现场检测还是需要实验室那种出型式报告的检测，两者需版求的设备是不一样的，比权如充电桩现场检测：使用XL-942非车载充电机现场特性测试仪及负载对充电机进行测试，该检测方式涵盖计量检定，互操作性，协议一致性，其需要携带行李箱大小的测试仪以及对应的直流负载即可。
非车载充电机现场特性测试仪串联在充电机和直流负载箱的充电线路中，使用负载箱作为负载时,校验仪的BMS模拟器能控制充电机的输出。同时系统负载可以是电动汽车或者直流负载可选的功能。使用直流负载配合非车载充电机现场特性测试仪中的BMS模拟器时能够检定特定的检定点，更具可操作性。
另外，该现场测试装置具备远程终端控制功能（可进行现场演示）。

④ 充电器的原理是什么

充电器其实都是由一个稳定电源（主要是稳压电源、提供稳定工作电压和足够的电流）加上必要的恒流、限压、限时、过冲等控制电路组成。

原装充电器（指线充）上所标注的输出参数：比如输出4.4V/1A、输出5.9V/400mA，就是指内部稳压电源的相关参数。比如输出4.4V可以给4.5V的设备用，5.9V的可以给6V的设备用。

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维护方法

1、防水防潮。作为电子产品，不小心进水或者长时间不用时暴露在潮湿的空气中，都会对其内部的电子元件造成不同程度的腐蚀或氧化。

2、防摔防震。手机充电器其实是一个脆弱的部件，内部元器件经不起摔打。尤其要防止在使用过程中不小心落地。不要扔放、敲打或震动充电器。粗暴地对待充电器会毁坏内部电路板

3、防烈性化学制品。不要用烈性化学制品、清洗剂或强洗涤剂清洗充电器。清除充电器外观污渍可用棉花沾少量无水酒精擦洗。

4、清洗时放静电。定期清洁充电器和充电接口。清理时，要用一块湿布，或者一件抗静电布。切勿使用干燥布(静电电荷)。

参考资料来源：网络-充电器

⑤ 电动汽车充电桩检测需要配备哪些设备

现场测试需要交流充电桩与电动汽车充电桩现场检测设备连接，检测设备端再用传导充电插座与功率负载端连接，功率负载可以是电阻负载、电动汽车、电子负载。根据国家充电桩相关检测要求标准对交流充电桩进行各项检测项目。像TD1330该电动汽车充电桩现场测试仪对交流充电桩在现场进行电能计量特性检测、传导充电互操作性测试、通讯协议一致性实验等。
以下提供的都是做生产电动汽车充电桩厂家同时也是大型的上市公司，具体如下：
易事特（3 00376）、奥特迅（0 02227）、动力源（6 00405）、上海普天（60 0680）、国电南瑞（600 406）、科陆电子（00 2121）、上海电力（6 00021）、中恒电气（00 2364）、许继电气（000 400）。这是最全的做电动汽车充电桩上市公司的，靠近深圳地区做电动汽车充电桩厂家有易事特、奥特迅、科陆电子。望采纳，谢谢。

⑥ 一小实验装置：电极片长4cm、宽3cm，充电2分钟，电压2.5V、电流2.1A，计5.25W。请问该实验具有推广价值吗

一、单一选择题：
1、科学研究中常用到“控制变量法”、“等效法”、“类比法”等科学方法。在下列研究实例中，运用了“控制变量法”的是 （ ）
A、研究电流的形成原因时，将电流与水流相比较，从分析水流的形成入手分析电流的形成。
B、研究电流的大小时，根据电流产生的效应大小来判断电流的大小。
C、研究多个电阻组成的电路时，求出电路的总电阻，用总电阻产生的效果来代替所有电阻产生的效果。
D、研究电流与电压大小关系时，保持电阻大小不变，改变电阻两端的电压值，观察电流如何随电压的变化而变化。
2、为了纪念在物理学中作出了杰出贡献的物理学家，有时会用他们的名字作为物理量的单位，下面四位物理学家，迄今为止名字未被用作物理单位的是 （ ）
A、伏特， B、安培， C、奥斯特， D、欧姆。
3、关于公式：R=U/I，下列说法中正确的是： （ ）
A、导体电阻的大小由电压大小决定。
B、导体电阻的大小由电压、电流共同决定。
C、导体的电阻，可以用导体两端电压与通过导体电流的比值表示。
D、导体中电流为零时，导体的电阻为零。
4、三只小灯泡L1、L2、L3串联在电路中，L1最亮，L3最暗，通过他们的电流是： （ ）
A、灯L1最大， B、灯L2最大， C、灯L3最大，D、它们一样大。
5、如图所示的电路，小灯泡正常发光，若只将小灯泡与电流表的位置对换，则： （ ）
A、电流表烧坏 B、电压表烧坏 C、小灯泡烧坏 D、电压表的示数接近与零。
第5题图 第6题图 第7题图 第8题图
6、如图所示电路，电源电压为3V，闭合开关灯泡不亮，电流表示数几乎为0，电压表示数接近3V，出现此现象的原因可能是： （ ）
A、电流表断路 B、灯座短路 C、开关接触不良 D、a、b、c段有断路
7、如图所示的电路，当开关S闭合后，两表均有示数，过一会儿发现电压表示数突然变小，电流表示数突然变大，下列故障判断可能是： （ ）
A、L1灯短路 B、L2灯短路 C、L1灯丝断开 D、L2灯丝断开
8、如图所示的电路，下列分析正确的是 （ ）
A、S1断开，S2，S3闭合，电路总电阻变大。 B、S3断开，S1，S2闭合，电路总电阻变大。
C、S3闭合，S1，S2断开，L1和L2并联 D、S1闭合，S2，S3断开，L1和L2串联。
9、如图所示电路，当闭合开关时，两灯均正常发光，下列说法中正确的是 （ ）
A、通过a点的电流等于通过c点的电流
B、通过b点的电流小于通过a点的电流，大于通过c点的电流。
C、电压表测的是L1两端的电压。
D、电压表测的是电源电压。
10、关于电表的使用，下列说法中错误的是 （ ）
A、电流表应串联在被测的电路中，电压表应并联在被测的电路两端。
B、连接电表时必须使电流从“＋”接线柱流进，从“－”接线柱流出。
C、可以将电流表或电压表不经过用电器直接接在电源的两极上。
D、被测电流或电压都不能超过电表的量程。
11、某导体两端的电压为4V时，流过它的电流为1.2A，若该导体两端电压减小6V时，则通过它的电流和它的电阻分别是 （ ）
A、0.9A，10Ω B、0.9A，20Ω C、1.2A，10Ω D、1.2A，20Ω
12、如图所示，甲、乙两灯分别标有“6V，3W”和“12V,6W”字样，电源可以调节输出电压大小并有稳压作用，在变换几个开关的通断时，下列说法不正确的是： （ ）
A、S1和S3不能同时闭合。
B、电压不变，闭合S1、S2，两灯都有可能发光。
C、只闭合S1，如两灯都发光，乙灯比甲灯亮。
D、电压不变，闭合S2、S3，如两灯都发光，则P甲:P乙=2:1。
第12题图 第13题图 第14题图
13、如图所示，闭合开关S后，电压表示数为6V，电流表示数为3A，则右边方框内的电阻连接情况可能是： （ ）
A、10Ω和5Ω的电阻串联 B、10Ω和5Ω的电阻并联
C、6Ω和3Ω的电阻串联 D、6Ω和3Ω的电阻并联
14、如图所示的电路中，已知电源电压为6V，且保持不变，当开关S闭合后，发现只有一只灯泡发光，电压表的示数为6V，存在这一现象的原因可能是 （ ）
A、灯L1短路 B、灯L2短路 C、灯L1断路 D、灯L2断路
15、在如图所示的容器中装有含大量阴阳离子的溶液，当溶液中插入连有电源的电极时，大量离子定向移动形成电流，测得在5s内共有6 C正电荷和6C负电荷容器的竖直截面OO’,则电路中电流表的读数为： （ ）
A、0 B、6A C、1.2A D、2.4A
16、关于滑动变阻器和电阻箱的下列说法中，正确的是 （ ）
A、它们都能任意连接连续改变接入电路的 电阻大小
B、它们都知道接入电路的电阻大小
C、它们都能逐渐改变接入电路的电流大小
D、它们都是靠改变导线的 粗细来改变电阻的大小
17、在研究电流跟电压、电阻的 关系的实验探究中，其实验步骤分为 （ ）
A、保持电阻或电压不变两个步骤 B、保持电流或电压不变两个步骤
C、保持电阻或电流不变两个步骤 D、保持电流、电压、电阻不变三个步骤
18、照明电路的电压为220V。对人体来说，一般情况下36V以下的电压是安全的，通过人体的 电流等于1mA时，会引起麻的感觉；通过人体的电流等于30mA时有生命危险。根据以上数据，估算普通人体电阻最接近与 （ ）
A、1×104Ω B、2×103Ω C、3×103Ω D、4×104Ω
19、在下列情况中，导体两端电压不一定为1V的是： （ ）
A、导体的电阻为10Ω，通过导体的电流为0.1A
B、导体的电阻我1Ω，导体消耗的电功率是1W
C、通过导体横截面的电量是1C，导体消耗的电能是1J
D、通过导体横截面的电量是1C，导体消耗的电功率是1W
20、两个灯泡，其中L1上标有“6V、3W”，L2上没有标记，但测得它的电阻是4Ω，把它们串联在某一电路时，两灯均能正常发光，则这个电路两端的 电压和灯L2的电功率分别是 （ ）
A、8V,1W B、2V,1W C、6V,4W D、8V,4W
二、表述题：
21、某牌电热水壶的额定电压我220V，额定功率为1100W。把它接在家庭电路中正常工作，通过电热水壶的电流为 A，通电烧水15min，消耗电能 KW·h,电热水壶内电热丝的电阻为 Ω。
22、将一个“PZ220V 40W”的照明灯泡与一个阻值不太大的电阻串联起来，接到楼道的照明电路中，灯泡的亮度与正常工作时相比变得较 ，灯泡的寿命比正常工作时要 。
23、如图所示，在烧杯中加入盐水，然后将连在电压表上的铜片和锌片插入盐水中，这样就制成了一个电池，观察电压表指针的偏转与接线可知：这个电池的电压是 V。
第23题图 第24题图
24、如图所示的电路中，A、B两端的电压为U，开关闭合和断开时，电流表的示数之比是1：4,则两电阻的阻值之比R1:R2= 。
25、在研究电流跟电压、电阻关系的实验中，得到下面两组数据：
表一.电阻R=5欧
电压U(伏)
0.5
1.0
1.5
电流I(安)
0.1
0.2
0.3
表二.电压=3伏
电阻R(欧)
5
10
15
电压I(安)
0.6
0.3
0.2
分析表格一数据可得的结论是 。
分析表格二数据可得的结论是 。
你的综合结论是 。
26、某同学利用图1电路测定定值电阻Rx的阻值，所用滑动变阻器上标有“20Ω2A”字样。电源电压不变，该同学实验步骤正确，闭合开关S观察到电流表的示数为0.14A。当它把滑动变阻器的滑片移到中点时，电压表、电流表的示数分别为2.5V 0.2A，接着又移动滑片到某点A，这是两表的示数分别如图2（a）、(b)所示
（1）、通过分析可知A点在滑动变阻器中点的 侧（填左或右）
（2）、请将该同学未记录的数值填入下面的表格中，并计算出电阻值（精确到0.1Ω）
（3）、在连接实物图电路的过程中，开关应 ，电流表应 ； 电压表应 。
物理量
实验次数
电压(V)
电流（A）
电阻（Ω）
电阻平均
1
0.14
2
2.5
0.20
3

⑦ 电子产品CE认证需要检测哪些项目

电子产品CE认证项目：

工作电压、故障试验、撞击实验、震动实验、冲击试验、电气间隙、爬电距离和绝缘穿透距离、插头实验、保护连接导体电阻、外部导线接线端子、电源线应力消除试验；

电气连接和固定试验、漏电试验、可接触性试验、能量危险检查、限制电源试验、安全连锁装置试验、印刷电路板试验、电源保护套、封装和密封零件检验、抗外力试验、建筑内（上）电气设备、电击试验、介电强度试验；

标签检查和试验、辐射试验、发热试验、SELV测试、TNV测试、限流电路试验、过载试验、手动装置试验、电池防爆试验、溢出试验、可燃实验、防火试验、、黏合剂试验、维卡试验、防水试验

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CE认证模式分类：

模式 A：内部生产控制 （自我声明）（Mole A: Internal Proction Control）

模式 Aa：内部生产控制，加第三方检测（Mole Aa: Intervention of a Notified Body）

模式 B：EC 型式试验（Mole B: EC Type-examination）

模式 C：符合型式（Mole C: Conformity to Type）

模式 D：生产质量保证（Mole D: Proction Quality Assurance）

模式 E：产品质量保证（Mole E: Proct Quality Assurance）

模式 F：产品验证（Mole F: Proct verification）

模式 G：单元验证（Mole G: Unit Verification）

模式 H：全面质量保证（Mole H: Full Quality Assurance）

发证机构：

（1）企业自主签发的Declaration of conformity / Declaration of compliance《符合性声明书》，此证书属于自我声明书，不应由第三方机构（中介或测试认证机构）签发，因此，可以用欧盟格式的企业《符合性声明书》代替。

（2）Certificate of compliance / Certificate of compliance《符合性证书》，此为第三方机构（中介或测试认证机构）颁发的符合性声明，必须附有测试报告等技术资料TCF，同时，企业也要签署《符合性声明书》。

（3）EC Attestation of conformity 《欧盟标准符合性证明书》，此为欧盟公告机构（Notified Body简写为NB）颁发的证书，按照欧盟法规，只有NB才有资格颁发EC Type的CE声明。

⑧ 电池充电的原理

镍镉/镍氢电池的发展

1899年，Waldmar Jungner在开口型镍镉电池中，首先使用了镍极板，几乎与此同时，Thomas Edison 发明了用于电动车的镍铁电池。遗憾的是，由于当时这些碱性蓄电池的极板材料比其它蓄电池的村料贵得多，因此实际应用受到了极大的限制。

后来，Jungner的镍镉电池经过几次重要改进，性能明显改善。其中最重要的改进是在1932年，科学家在镍电池中开始使用了活性物质。他们将活性物质放入多孔的镍极板中，然后再将镍极板装入金属壳内。镍镉电池发展史上另一个重要的里程碑是1947年密封型镍镉电池研制成功。在这种电池中，化学反应产生的各种气体不用排出，可以在电池内部化合。密封镍镉电池的研制成功，使镍镉电池的应用范围大大增加。

密封镍镉电池效率高、循环寿命长、能量密度大、体积小、重量轻、结构紧凑，并且不需要维护，因此在工业和消费产品中得到了广泛应用。

随着空间技术的发展，人们对电源的要求越来越高。70年代中期，美国研制成功了功率大、重量轻、寿命长、成本低的镍氢电池，并且于1978年成功地将这种电池应用在导航卫星上，镍氢电池与同体积镍镉电池相比，容量可提高一倍，而且没有重金属镉带来的污染问题。它的工作电压与镍镉电池完全相同，工作寿命也大体相当，但它具有良好的过充电和过放电性能。近年来，镍氢电池受到世界各国的重视，各种新技术层出不穷。镍氢电池刚问世时，要使用高压容器储存氢气，后来人们采用金属氢化物来储存氢气，从而制成了低压甚至常压镍氢电池。1992年，日本三洋公司每月可生产200万只镍氢电池。目前国内已有20多个单位研制生产镍氢电池，国产镍氢电池的综合性能已经达到国际先进水平。

蓄电池参数

蓄电池的五个主要参数为：电池的容量、标称电压、内阻、放电终止电压和充电终止电压。电池的容量通常用Ah(安时)表示，1Ah就是能在1A的电流下放电1小时。单元电池内活性物质的数量决定单元电池含有的电荷量，而活性物质的含量则由电池使用的材料和体积决定，因此，通常电池体积越大，容量越高。与电池容量相关的一个参数是蓄电池的充电电流。蓄电池的充电电流通常用充电速率C表示，C为蓄电池的额定容量。例如，用2A电流对1Ah电池充电，充电速率就是2C；同样地，用2A电流对500mAh电池充电，充电速率就是4C。

电池刚出厂时，正负极之间的电势差称为电池的标称电压。标称电压由极板材料的电极电位和内部电解液的浓度决定。当环境温度、使用时间和工作状态变化时，单元电池的输出电压略有变化，此外，电池的输出电压与电池的剩余电量也有一定关系。单元镍镉电池的标称电压约为1.3V（但一般认为是1.25V），单元镍氢电池的标称电压为1.25V。

电池的内阻决定于极板的电阻和离子流的阻抗。在充放电过程中，极板的电阻是不变的，但是，离子流的阻抗将随电解液浓度的变化和带电离子的增减而变化。

蓄电池充足电时，极板上的活性物质已达到饱和状态，再继续充电，蓄电池的电压也不会上升，此时的电压称为充电终止电压。镍镉电池的充电终止电压为1.75~1.8V，镍氢电池的充电终止电压为1.5V。

表1-1 镍镉电池不同放电率时的放电终止电压

放电终止电压是指蓄电池放电时允许的最低电压。如果电压低于放电终止电压后蓄电池继续放电，电池两端电压会迅速下降，形成深度放电，这样，极板上形成的生成物在正常充电时就不易再恢复，从而影响电池的寿命。放电终止电压和放电率有关。镍镉电池的放电终止电压和放电速率的关系如表1-1所列，镍氢电池的放电终止电压一般规定为1V。

镍镉蓄电池的工作原理

镍镉蓄电池的正极材料为氢氧化亚镍和石墨粉的混合物，负极材料为海绵状镉粉和氧化镉粉，电解液通常为氢氧化钠或氢氧化钾溶液。当环境温度较高时，使用密度为1.17～1.19（15℃时）的氢氧化钠溶液。当环境温度较低时，使用密度为1.19～1.21（15℃时）的氢氧化钾溶液。在-15℃以下时，使用密度为1.25~1.27（15℃时）的氢氧化钾溶液。为兼顾低温性能和荷电保持能力，密封镍镉蓄电池采用密度为1.40（15℃时）的氢氧化钾溶液。为了增加蓄电池的容量和循环寿命，通常在电解液中加入少量的氢氧化锂（大约每升电解液加15~20g）。

镍镉蓄电池充电后，正极板上的活性物质变为氢氧化镍〔NiOOH〕，负极板上的活性物质变为金属镉；镍镉电池放电后，正极板上的活性物质变为氢氧化亚镍，负极板上的活性物质变为氢氧化镉。

1.放电过程中的电化学反应

（1）负极反应

负极上的镉失去两个电子后变成二价镉离子Cd2+，然后立即与溶液中的两个氢氧根离子OH-结合生成氢氧化镉Cd(OH)2，沉积到负极板上。

（2）正极反应

正极板上的活性物质是氢氧化镍（NiOOH）晶体。镍为正三价离子（Ni3+），晶格中每两个镍离子可从外电路获得负极转移出的两个电子，生成两个二价离子2Ni2+。与此同时，溶液中每两个水分子电离出的两个氢离子进入正极板，与晶格上的两个氧负离子结合，生成两个氢氧根离子，然后与晶格上原有的两个氢氧根离子一起，与两个二价镍离子生成两个氢氧化亚镍晶体。

将以上两式相加，即得镍镉蓄电池放电时的总反应：

2.充电过程中的化学反应

充电时，将蓄电池的正、负极分别与充电机的正极和负极相连，电池内部发生与放电时完全相反的电化学反应，即负极发生还原反应，正极发生氧化反应。

（1）负极反应

充电时负极板上的氢氧化镉，先电离成镉离子和氢氧根离子，然后镉离子从外电路获得电子，生成镉原子附着在极板上，而氢氧根离子进入溶液参与正极反应：

(2) 正极反应

在外电源的作用下，正极板上的氢氧化亚镍晶格中，两个二价镍离子各失去一个电子生成三价镍离子，同时，晶格中两个氢氧根离子各释放出一个氢离子，将氧负离子留在晶格上，释出的氢离子与溶液中的氢氧根离子结合，生成水分子。然后，两个三价镍离子与两个氧负离子和剩下的二个氢氧根离子结合，生成两个氢氧化镍晶体：

将以上两式相加，即得镍镉蓄电池充电时的电化学反应：

蓄电池充电终了时，充电电流将使电池内发生分解水的反应，在正、负极板上将分别有大量氧气和氢气析出，其电化学反应如下：

从上述电极反应可以看出，氢摒化钠或氢氧化钾并不直接参与反应，只起导电作用。从电池反应来看，充电过程中生成水分子，放电过程中消耗水分子，因此充、放电过程中电解液浓度变化很小，不能用密度计检测充放电程度。

3. 端电压

充足电后，立即断开充电电路，镍镉蓄电池的电动势可达1.5V左右，但很快就下降到1.31-1.36V。

镍镉蓄电池的端电压随充放电过程而变化，可用下式表示：

U充=E充+I充R内

U放=E放-I放R内

从上式可以看出，充电时，电池的端电压比放电时高，而且充电电流越大，端电压越高；放电电流越大，端电压越低。

当镍镉蓄电池以标准放电电流放电时，平均工作电压为1.2V。采用8h率放电时，蓄电池的端电压下降到1.1V后，电池即放完电。

4. 容量和影响容量的主要因素

蓄电池充足电后，在一定放电条件下，放至规定的终止电压时，电池放出的总容量称为电池的额定容量，容量Q用放电电流与放电时间的乘积来表示，表示式如下：

Q=I•t(Ah)

镍镉蓄电池容量与下列因素有关：

① 活性物质的数量；

② 放电率；

③ 电解液。

放电电流直接影响放电终止电压。在规定的放电终止电压下，放电电流越大，蓄电池的容量越小。

使用不同成分的电解液，对蓄电池的容量和寿命有一定的影响。通常，在高温环境下，为了提高电池容量，常在电解液中添加少量氢氧化锂，组成混合溶液。实验证明：每升电解液中加入15~20g含水氢氧化锂，在常温下，容量可提高4%~5%，在40℃时，容量可提高20%。然而，电解液中锂离子的含量过多，不仅使电解液的电阻增大，还会使残留在正极板上的锂离子（Li+）慢慢渗入晶格内部，对正极的化学变化产生有害影响。

电解液的温度对蓄电池的容量影响较大。这是因为随着电解液温度升高，极板活性物质的化学反应也逐步改善。

电解液中的有害杂质越多，蓄电池的容量越小。主要的有害杂质是碳酸盐和硫酸盐。它们能使电解液的电阻增大，并且低温时容易结晶，堵塞极板微孔，使蓄电池容量显著下降。此外，碳酸根离子还能与负极板作用，生成碳酸镉附着在负极板表面上，从而引起导电不良，使蓄电池内阻增大，容量下降。

5. 内阻

镍镉蓄电池的内阻与电解液的导电率、极板结构及其面积有关，而电解液的导电率又与密度和温度有关。电池的内阻主要由电解液的电阻决定。氢氧化钾和氢氧化钠溶液的电阻系数随密度而变。18℃时氢氧化钾溶液和氢氧化钠溶液的电阻系数最小。通常镍镉蓄电池的内阻可用下式计算：

6. 效率与寿命

在正常使用的条件下，镍镉电池的容量效率ηAh为67%-75%，电能效率ηWh为55%~65%，循环寿命约为2000次。容量效率ηAh和电能效率ηWh计算公式如下：

（U充和U放应取平均电压）

7. 记忆效应

镍镉电池使用过程中，如果电量没有全部放完就开始充电，下次再放电时，就不能放出全部电量。比如，镍镉电池只放出80%的电量后就开始充电，充足电后，该电池也只能放出80%的电量，这种现象称为记忆效应。

电池全部放完电后，极板上的结晶体很小。电池部分放电后，氢氧化亚镍没有完全变为氢氧化镍，剩余的氢氧化亚镍将结合在一起，形成较大的结晶体。结晶体变大是镍镉电池产生记忆效应的主要原因。

镍氢电池的工作原理

镍氢电池和同体积的镍镉电池相比，容量增加一倍，充放电循环寿命也较长，并且无记忆效应。镍氢电池正极的活性物质为NiOOH（放电时）和Ni(OH)2(充电时)，负极板的活性物质为H2（放电时）和H2O（充电时），电解液采用30%的氢氧化钾溶液，充放电时的电化学反应如下：

从方程式看出：充电时，负极析出氢气，贮存在容器中，正极由氢氧化亚镍变成氢氧化镍（NiOOH）和H2O；放电时氢气在负极上被消耗掉，正极由氢氧化镍变成氢氧化亚镍。

过量充电时的电化学反应：

从方程式看出，蓄电池过量充电时，正极板析出氧气，负极板析出氢气。由于有催化剂的氢电极面积大，而且氢气能够随时扩散到氢电极表面，因此，氢气和氧气能够很容易在蓄电池内部再化合生成水，使容器内的气体压力保持不变，这种再化合的速率很快，可以使蓄电池内部氧气的浓度，不超过千分之几。

从以上各反应式可以看出，镍氢电池的反应与镍镉电池相似，只是负极充放电过程中生成物不同，从后两个反应式可以看出，镍氢电池也可以做成密封型结构。镍氢电池的电解液多采用KOH水溶液，并加入少量的LiOH。隔膜采用多孔维尼纶无纺布或尼龙无纺布等。为了防止充电过程后期电池内压过高，电池中装有防爆装置。

电池充电特性

镍镉电池充电特性曲线如图1所示。当恒定电流刚充入放完电的电池时，由于电池内阻产生压降，所以电池电压很快上升（A点）。此后，电池开始接受电荷，电池电压以较低的速率持续上升。在这个范围内（AB之间），电化学反应以一定的速率产生氧气，同时氧气也以同样的速率与氢气化合，因此，电池内部的温度和气体压力都很低。

图 1 镍镉电池的充电曲线

电池充电过程中，产生的氧气高于复合的氧气时，电池内压力升高。电池内的正常压力*大约为1磅力/英寸2。过充电时，根据充电速率，电池内部压力将很快上升到100磅力/英寸2或者更高。

研究蓄电池的各种充电方法时，镍镉电池内产生的气体是一个重要问题。气泡聚集在极板表面，将减小极板表面参与化学反应的面积并且增加电池的内阻。过充电时，电池内产生的大量气体，如果不能很快复合，电池内部的压力就会显著增加，这样将损伤电池。此外，压力过大时，密封电池将打开放气孔，从而使电解液逸散。若电解液反复通过放气孔逸散，电解液的粘稠性增大，极板间离子的传输变得困难，因此电池的内阻增加，容量下降。

经过一定时间后（C点），电解液中开始产生气泡，这些气泡聚集在极板表面，使极板的有效面积减小，所以电池的内阻抗增加，电池电压开始较快上升。这是接近充足电的信号。

充足电后，充入电池的电流不是转换为电池的贮能，而是在正极板上产生氧气超电位。氧气是由于电解液电解而产生的，不是由于氢氧化镉还原为镉而产生的。在氢氧化钾和水组成的电解液中，氢氧离子变成氧、水和自由电子，反应式为
4OH―→O2↑+2H2O+4e―

虽然电解液产生的氧气能很快在负极板表面的电解液中复合，但是电池的温度仍显著升高。此外由于充电电流用来产生氧气，所以电池内的压力也升高。

由于从大量的氢氧离子中比从很少的氢氧化镉中更容易分解出氧气，所以电池内的温度急剧上升，这样就使电池电压下降。因此电池电压曲线出现峰值（D点）。

电解液中，氧气的产生和复合是放热反应，电池过充电时(E点)，不停地产生氧气，从而使电池内的温度和压力升高。如果强制排出气体，将引起电解液减少、电池容量下降并损伤电池。若气体不能很快排出，电池将会爆炸。

采用低速率恒流涓流充电时，电池内将产生枝晶。这些枝晶能够通过隔板在极板之间扩散。在扩散较严重的情况下，这些枝晶会造成电池部分或全部短路。

镍氢电池的充电特性与镍镉电池类似，充电过程中二者的电压、温度曲线如图1-2和图1-3所示。可以看出，充电终止时，镍镉电池电压下降比镍氢电池要大得多。当电池容量达到额定容量的80%以前，镍镉电池的温度缓慢上升，当电池容量达到90%以后，镍镉电池的温度才很快上升。当电池基本充足电时，镍镉/镍氢电池的温度上升率基本相同。

充电过程与充电方法

电池的充电过程通常可分为预充电、快速充电、补足充电、涓流充电四个阶段。

对长期不用的或新电池充电时，一开始就采用快速充电，会影响电池的寿命。因此，这种电池应先用小电流充电，使其满足一定的充电条件，这个阶段称为预充电。

快速充电就是用大电流充电，迅速恢复电池电能。快速充电速率一般在1C以上，快速充时间由电池容量和充电速率决定。

为了避免过充电，一些充电器采用小电流充电。镍镉电池正常充电时，可以接受C/10或更低的充电速率，这样充电时间要10h以上。采用小电流充电，电池内不会产生过多的气体，电池温度也不会过高。只要电池接到充电器上，低速率恒流充电器就能对电池提供很小的涓流充电电流。电池采用小电流充电时，电池内产生的热量可以自然散去。

涓流充电器的主要问题是充电速度太慢，例如，容量为1Ah的电池，采用C/10充电速率时，充电时间要10h以上。此外，电池采用低充电速率反复充电时，还会产生枝晶。大部分涓流充电器中，都没有任何电压或温度反馈控制，因而不能保证电池充足电后，立即关断充电器。

快速充电分恒流充电和脉冲充电两种，恒流充电就是以恒定电流对电流充电，脉冲充电则是首先用脉冲电流对电池充电。然后让电池放电，如此循环。电池脉冲的幅值很大、宽度很窄。通常放电脉冲的幅值为充电脉冲的3倍左右。虽然放电脉冲的幅值与电池容量有关，但是，与充电电流幅值的比值保持不变，脉冲充电时，充电电流波形如图1-4所示。

充电过程中，镍镉电池中的氢氧化镍还原为氢氧化亚镍，氢氧化镉还原为镉。在这个过程中产生的气泡，聚集在极板两边，这样就会减小极板的有效面积，使极板的内阻增大。由于极板的有效面积变小，充入全部电量所需的时间增加。

加入放电脉冲后，气泡离开极板并与负极板上的氧复合。这个去极化过程减小了电池的内部压力、温度和内阻。同时，充入电池的大部分电荷都转换为化学能，而不会转变为气体和热量。

充放电脉冲宽度的选择应能保证极板恢复原来的晶体结构，从而消除记忆效应。采用放电去极化措施后，可以提高充电效率并且允许大电流快速充电。

采用某些快速充电止法时，快速充电终止后，电池并未充足电。为了保证充入100%的电量，还应加入补足充电过程。补足充电速率一般不超过0.3C。在补足充电过程中，温度会继续上升，当温度超过规定的极限时，充电器转入涓流充电状态。

存放时，镍镉电池的电量将按C/30到C/50的放电速率减小，为了补偿电池因自放电而损失的电量，补足充电结束后，充电器应自动转入涓流电过程。涓流充电也称为维护充电。根据电池的自放电特性，涓流充电速率一般都很低。只要电池接在充电器上并且充电器接通电源，在维护充电状态下，充电器将以某一充电速率给电池补充电荷，这样可使电池总处于充足电状态。

快速充电终止控制方法

采用快速充电法时，充电电流为常规充电电流的几十倍。充足电后，如果不及时停止快速充电，电池的温度和内部压力将迅速上升。内部压力过大时，密封电池将打开放气孔，从而使电解液逸散，造成电解液的粘稠性增大，电池的内阻增大，容量下降。

从镍镉电池快速充电特性可以看出，充足电后，电池电压开始下降，电池的温度和内部压力迅速上升，为了保证电池充足电又不过充电，可以采用定时控制、电压控制和温度控制待多种方法。

（1）定时控制

采用1.25C充电速率时，电池1h可充足；采用2.5C充电速率时，30min可充足。因此，根据电池的容量和充电电流，很容易确定所需的充电时间。这种控制方法最简单，但是由于电池的起始充电状态不完全相同，有的电池充不足，有的电池过充电，因此，只有充电速率小于0.3C时，才允许采用这种方法。

（2）电压控制

在电压控制法中，最容易检测的是电池的最高电压。常用的电压控制法有：

最高电压（Vmax） 从充电特性曲线可以看出，电池电压达到最大值时，电池即充足电。充电过程中，当电池电压达到规定值后，应立即停止快速充电。这种控制方法的缺点是：电池充足电的最高电压随环境温度、充电速率而变，而且电池组中各单体电池的最高充电压也有差别，因此采用这种方法不可能非常准确地判断电池已足充电。

电压负增量（－ΔV） 由于电池电压的负增量与电池组的绝对电压无关，而且不受环境温度和充电速率等因素影响，因此可以比较准确地判断电池已充足电。这种控制方法的缺点是：电池电压出现负增量后，电池已经过充电，因此电池的温度较高。此外镍氢电池充足电后，电池电压要经过较长时间，才出现负增量，过充电较严重。因此，这种控制方法主要适用于镍镉电池。

电压零增量（0ΔV） 镍氢电池充电器中，为了避免等待出现电压负增量的时间过久而损坏电池，通常采用0ΔV控制法。这种方法的缺点是：充足电以前，电池电压在某一段时间内可能变化很小，从而造成过早地停止快速充电。为此，目前大多数镍氢电池快速充电器都采用高灵敏－0ΔV检测，当电池电压略有降低时，立即停止快速充电。

（3）温度控制

为了避免损坏电池，电池温度过低时不能开始快速充电，电池温度上升到规定数值后，必须立即停止快速充电。常用的温度控制方法有：

最高温度（Tmax） 充电过程中，通常当电池温度达到45℃时，应立即停止快速充电。电池的温度可通过与电池装在一起的热敏电阻来检测。这种方法的缺点是热敏电阻的响应时间较长，温度检测有一定滞后，同时，电池的最高工作温度与环境温度有关。当环境温度过低时，充足电后，电池的温度也达不到45℃。

温升（ΔT） 为了消除环境影响，可采用温升控制法。当电池的温升达到规定值后，立即停止快速充电。为了实现温升控制，必须用两只热敏电阻，分别检测电池温度和环境温度。

温度变化率（ΔT/Δt） 镍氢和镍镉电池充足电后，电池温度迅速上升，而且上升速率ΔT/Δt基本相同，当电池温度每分钟上升1℃时，应当立即终止快速充电，这种充电控制方法，近年来被普遍采用。应当说明，由于热敏电阻的阻值与温度关系是非线性的，因此，为了提高检测精度应设法减小热敏电阻非线性的影响。

最低温度（Tmin） 当电池温度低于10℃时，采用大电流快速充电，会影响电池的寿命。在这种情况下，充电器应自动转入涓流充电，待电池的温度上升到10℃后，再转入快速充电。

（4）综合控制

上述各种控制方法各有优缺点。为了保证在任何情况下，均能准确可靠地控制电池的充电状态，目前快速充电器中通常采用包括定时控制、电压控制和温度控制的综合控制法。
Ni电池与充电
充电方便才是好电池 充电技术 镉镍电池的充电器根据其技术完善程度可以分成很多种类，最简单的一种莫过于慢速充电器了，这种充电器一般是一个输出电压固定的直流变压器，充电电流的大小取决于变压器内阻或者外加电阻的大小。

慢速充电对于镍氢电池或镍镉电池是不利的，因为充电过程中不断产生的热量会加速电池老化。廉价的慢速充电器一般不会对充电电流进行很好地滤波，因此对电池的损害要严重许多。

专为镍氢电池和镍镉电池优化设计的快速充电器在技术上要复杂得多，这种充电器一般设计有电流调节器、限压保护电路和充电控制电路。充电控制电路能根据电池的温度（和/或端电压）计算充电时间和充电电流，进行相应的调节直到充电过程结束。

在判别电池是否充足电方面，目前有两种标准算法，通常称为“负电压法”（-ΔV）和“温度法”（ ΔT）。要使用这两种算法，充电电流必须不小于0.2C，这样才能够让电池产生显著的温升或者电压降，从而判别充电效果。（如图1所示）

有人对传统的镍镉电池充电器进行改造，使之可以为镍氢电池和/或锂离子电池充电。实验发现，只要进行很少的修改，镍镉电池的充电算法就可以用于镍氢电池。

但是，要让一种充电器同时适应三种电池就不那么容易了。首先，它必须能通过某种方式（比如选择开关、EPROM等）识别锂离子电池；其次，采用更加精密的参考电压源来设计限压保护电路；第三，要使用连续电流-连续电压充电算法（CCVV）。

因为具有后向兼容性，这种设计思路得到了普遍应用，它既能让人们享受到锂基电池的性能优势，又用安全的锂离子电池替代了“性格暴躁”的锂电池，为价格昂贵的锂离子电池及其相关保护电路早日市场化扫清了障碍。

用锂离子电池设计电源 经过上个世纪的发展，锂离子电池及其保护电路技术日趋成熟，如今在很多应用领域，锂离子电池已经可以和镍镉电池、镍氢电池平起平坐。采用锂离子电池设计电源的产品越来越多，这一方面要归功于锂离子电池的优良特性，另一方面也是由于采用锂离子电池可以降低系统复杂度和综合成本。

锂离子电池的充电器非常简单，那些用于镍基电池的充电控制电路、充电算法、电流调节电路和计时器都不再需要。锂离子电池充电器，不论是线性工作方式还是脉冲工作方式，核心都是限流恒压调节器，这个电路只需要很少的程序代码，并且可以用简单的模拟电路实现。

有一些充电器并不采用离线式充电方式，而是采用“浮充”方式，给电池施加略低于充电终止电压（一般每单体4.2V）的电压。这种方式使充电控制电路更加简单，而且可以让设备边充电边工作。

一个优良的锂离子电池充电器应该是安全的，也就是说，充电电源供给充电控制电路的最大电压不能超出锂离子电池的安全电压范围。譬如说，某个厂商的锂离子电池可以承受的最大连续过充电电压为4.75V，那么一个优质的充电电源就会将最大输出电压限定在4.75V。（如图2所示）锂离子电池另外一个优良的特性是对充电电流的大小没有固定限制。基于这一点，人们研制出一种“自适应”充电控制器，比如Motorola公司的MC13715型充电控制和保护电路。这些充电控制器内部设计有智能化的电路，可以连接不同厂商提供的充电电源，并根据环境温度和设备类型调整充电方式。 这种充电控制器具有良好的适应性，它可以提高充电功率，动态管理充电控制电路的功耗。这种控制器不但可用于设计充电器，而且可以集成到电池、车载充电器或主机设备的电源电路之中。这样一来，不论主机设备用在哪里，其内部充电控制电路都是统一的，而且可以根据外接充电电源的情况自动控制充电的速度。

⑨ 测试一台直流充电桩需要哪些测试设备

直流充电桩需要有出厂试验检测平台、型式试验检测平台等等。

1、充电机（桩）出厂试验检测平台：满足功率500K以下非车载充电机出厂全自动检测。

2、充电机（桩）型式试验检测平台：满足功率500K以下充电机（桩）电气性能高精度检测。

3、通信协议一致性及车辆互操作性检测平台：根据充电桩新国标要求，测试充电接口兼容性。

4、充电机年检维护测试平台：满足充电站/充电机（桩）的日常运营维护检测、便携式、可移动。

5、充电站现场验收移动检测平台：满足电动车充电站的现场验收检测，将实验室搬到充电站现场。

6、充电机调试检测装置：便携式充电机（桩）检测装置，满足充电机（桩）现场安装的调试。

7、充电机计量测试平台：满足充电机（桩）每年一次强制性的计量检测；快速高效、高精度检测。

充电桩介绍：

充电桩其功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑（公共楼宇、商场、公共停车场等）和居民小区停车场或充电站内。

可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端都装有充电插头用于为电动汽车充电。