我们的家用车电瓶电压基本上都是12伏的,但是你去测量的话会发现熄火时电瓶电压往往会高于12伏,而怠速时测量电压会更高,其实这并不是电瓶出问题了,而是正常现象,如果熄火时测量电压刚好是12伏甚至更低那就出问题了。
看到这里有人会有疑问:电瓶标注的电压就是12伏,为何实际电压比12伏高呢?从原理上来说这是由铅酸电池的本质所决定的,也可以说是铅酸电池化学反应本身的性质决定的。我们一般用到的电池都是把化学能转化为电能,而这个化学反应所能产生的电压是确定的,无法改变。
比如铅酸电池放电的本质是铅和稀硫酸反应时产生的电子流动,而这个化学反应所能产生的电压最高只有2.4伏,根据化学反应的强度其产生的电压会有波动,基本上就在2伏左右。所以我们为了得到更高的电压就需要在电池内部建立多个铅与稀硫酸的化学反应单元,让它们串联起来提高电压。这每一个反应单元就叫做单体,其产生的电压就叫做单体电压。单体电压只与化学反应的原理有关,与电池体积和大小无关,哪怕你造一个跟房子一样大的铅酸电池,如果内部只有一个反应单元那么其电压仍然是2伏。
铅酸电池单体电压在1.5伏-2.4伏,取其中间值2伏,称为标称电压。因此车用铅酸蓄电池内部其实是有6个铅酸电池单体在联合工作,把它们串联后就可以得到12伏的电压了。当电池充满时在放电时候化学反应剧烈,单体电压最高为2.4伏,6个单体串联就是14.4伏。化学反应终止电压为1.5伏,因此蓄电池电压接近9伏时说明其电量即将耗尽。也就是说车用蓄电池虽说标称电压是12伏,但是实际电压在9-14.4伏之间,在这个范围内电压越高说明电量越充足。
还有我们日常用到的锂电池,根据电量高低锂电池单体电压为2.75伏-4.2伏,标称电压为3.7伏,所以我们可以看到日常用到的锂电池电压基本上都是3.7的倍数,比如很多无人机电池是3个单体串联,因此其标称电压就是11.1伏,而实际测量时满电电压都在12伏以上。还有平衡车的锂电池,标称电压36伏,实际上满电电压都在40伏以上。
对于铅酸电池来说其单体理想充电电压应该为2.7伏,也就是说汽车发电机产生的电压应该达到16.2伏才能完全给电瓶充满,但是考虑到车用电器的耐压性能因此将发电机的最大电压限制在14.5伏,因此理论上来说汽车电瓶如果只靠发电机充电的话永远无法达到真正意义上的满电状态。不过相比起车用电瓶的工作状态