铅酸蓄电池大电流快速充电方法探讨

铅酸蓄电池大电流快速充电方法探讨

　美国科学家Max对电池的充电过程进行了大量的实验研究，提出了以最低出线率为前提的电池可接受充电曲线，实验表明，如果充电电流接近曲线变化，既可以缩短充电时间，又能对电池造成很小的破坏。

 

　　用恒压充电法充电时，充电源的电压保持一定值，并且随着铅酸蓄电池端子电压的增加，电流逐渐减小。因此，与恒流充电法相比，充电过程更接近最优充电曲线。在充电初期，电池的恒压、高充电电流会逐渐减小，只需一个简单的控制系统即可。

 

　　GB/T1297-19891-铅酸蓄电池工作原理及快速充电方法探讨

 

　　铅酸蓄电池是一种一次电池，它可以从化学能转变为电能。铅酸蓄电池由正负极板、电解液和电解槽组成.正极的活性物质为二氧化铅(PbO2)，负极板的活性物质为灰色海绵金属铅(Pb)，电解液浓度为27~37%硫酸溶液。

 

　　铅酸蓄电池快速充电分类：

 

　　1恒压法。恒压法是在充电电压固定并保持在一定恒定值的条件下，对电池进行充电的方法。该电压值应在电池充电时选择对应于输出点的电压值。

 

　　2恒流法。恒流法是在充电过程中保持充电电流不变的充电方法。为了实现快速充电，必须用大电流对电池进行充电，从而使电池在充电后期产生大量的空气。电电池的过度呼出是不允许的，所以一般不允许使用。

 

　　三级充电法。它包括两级充电法和三级充电法.两级充电一般采用恒流和恒压快速充电方式.首先在恒流下充电到预定电压，然后改变为恒定电压以完成剩余的充电。一般情况下，两级转换电压是第二级的恒定电压.三相充电法在充电前后采用恒流充电，中间采用恒压充电。当电流衰减到预定值时，将其从第二级转换到第三级。这种方法可以将气体产量降到最低，但作为一种快速充电的方法，它也是有限的。

 

　　4反射快速充电方法。反射充电模式的一个周期由三种模式组成：正向充电脉冲、反向瞬时放电脉冲以及维护和检测脉冲。

 

　　5可变电流间歇充电。它以恒流充电和脉冲充电为基础，其特点是将恒流充电段改为限压可变电流间歇充电段。在充电初期，采用可变电流间歇充电的方法来保证充电电流的增加和充电量的绝大部分。充电后期，采用固定电压充电段获得过充，电池恢复到全充电状态。

 

　　可变电压间歇充电方法。在可变电路间歇充电的基础上，提出了变电压间歇充电的方法，该方法比变电流间歇充电更适合于最优充电曲线。

 

　　二次铅酸蓄电池大电流快速充电方法

 

　　任何充电系统都必须规定充电电流的大小及其变化。为了缩短充电时间，必须增加电流值并控制充电电流的变化规律。在脉冲充放电快速去极化系统中，必须从充电电流和去极化措施两个方面确定快速充电电池的原理。

 

　　因此，快速充电的电流值不应太大，电池2的充电电流应随着充电而逐渐减小，充电时必须采取适当的去极化措施。讨论了脉冲充电、放松充电、变电流间歇充电和可变电压间歇充电的优点。脉冲充电方式的充电电路有两种控制方式：脉冲电流幅值固定不变，PWM(驱动充放电开关管)信号频率可调以调节充电电流；二是脉冲电流幅度可变，PWM信号频率固定。结果表明，采用了一种不同的控制方式。脉冲电流幅值和PWM信号频率固定，占空比可调。在此基础上，增加了间歇停机阶段。提高铅酸蓄电池充电能力。

 

　　三铅酸蓄电池大电流快速充电方法硬件电路的实现

 

　　该系统的硬件包括两部分：充电电源设备和控制电路。它主要由半桥功率变换器、驱动器、PWM控制器、微处理器、充电电路、放电电路组成，具有过电流保护和过电压保护。结合该软件，还可以实现电池连接反向和电源故障检测。将采集到的电池端电压、充电电流、电池温度等状态信息送入CPU进行必要的处理和判断，得到相应的控制电压。单片机输出充电信号，间歇停止充电信号.放电信号脉冲到充电、放电电路，从而实现电池充电、停止充电和放电持续时间的控制，对充电电流的各个阶段和充电电压的平均值进行调整，使之符合充电电流接受率下降的特点。同时，通过向PWM控制器的内流误差放大器和内电压误差放大器反馈电阻反馈信息，实现了充电功率输出的恒流和电压控制。电流限值和电压限值通过调整反馈电阻值来适应不同的电池。

 

　　本文针对铅酸蓄电池动力系统，讨论了各种大电流充电方法，介绍了一种新型的正负零脉冲间歇波式柔性快速充电方法。本文的主要内容如下：通过对电化学存储浊度计机理的研究，特别是对极化现象产生原因的分析，说明了零脉冲细负极脉冲下的去极化充电方法。比较了传统的恒流充电和恒压充电方案、电池两级充电方案、正、零脉冲充电方案、变电流间歇充电方案、可变电压间歇充电方案和可变电压间歇充电方案。本文在分析其各自特点的基础上，提出了一种利用占空比和间歇时间的动态调整，实现变电压、正、负零脉冲变流快速充电的方法。