蓄电池充电方法大全

液态锂离子电池

铅蓄电池的充电方法有:定压充电、定流充电和脉冲快速充电三种。

1.定压充电

定压充电是指充电过程中充电电源电压保持恒定的充电方法。在汽车上,蓄电池采用的就是这种充电方法。定压充电的接线方法如图1-12所示,充电特性曲线如图1-13所示。

定压充电时,根据Ic=(U-E)/R可知,随着蓄电池电动势E的增加,充电电流Ic逐渐减小。如果充电电压调节适当,则在充满电时充电电流为零,即充电完成。

定压充电时,被充蓄电池与充电电源并联连接,每条支路上单格电池的数目均应相等,同时还要选择合适的充电电压。若充电电压过高,将导致过充电,极板弯曲,活性物质脱落,温升过高;充电电压过低,将导致蓄电池不能充足电。一般单格电池充电电压选2.5V。

在定压充电初期,充电电流较大,4~5h内即可达到额定容量的90%~95%,因而充电时间较短,而且不需要照管和调整充电电流,适用于补充充电。由于充电电流不可调节,因此定压充电不适用于初充电和去硫化充电。

2.定流充电

定流充电是指充电过程中充电电流保持恒定的充电方法,广泛用于初充电、补充充电和去硫化充电等。定流充电的接线方法如图1-14所示,充电特性曲线如图1-15所示。

定流充电时,被充蓄电池采用串联连接。每个单格电池充足电时需2.7V,故串联的单格电池的数目=充电机的额定电压/2.7(个)。充电电流应按小容量的蓄电池选择,待其充足后应及时摘出,再继续给大容量电池充电。

为缩短充电时间,充电过程通常分为两个阶段,第一阶段采用较大的充电电流,使蓄电池的容量得到迅速恢复。当蓄电池电量基本充足,单格电池电压达到2.4V,开始电解水产生气泡时,转入第二阶段,将充电电流减小一半,直到电解液密度和蓄电池端电压达到最大值且在2~3h内不再上升,蓄电池内部剧烈冒出气泡时为止。

3.脉冲快速充电

脉冲快速充电必须用脉冲快速充电机进行,其充电电流波形如图1-16所示。脉冲快速充电的过程是:先用额定容量的80%~100%的大电流进行定流充电,使蓄电池在短时间内充至额定容量的50%~60%。当单格电池电压升至2.4V,开始冒气泡时,由充电机的控制电路自动控制,开始脉冲快速充电,首先停止充电25ms(称为前停充),接着放电或反向充电,使蓄电池反向通过一个较大的脉冲电流(脉冲深度一般为充电电流的1.5 ~3倍,脉冲宽度为150~1000μs),然后再停止充电40ms(称为后停充),以后的过程为正脉冲充电→前停充→负脉冲瞬间放电→后停充→正脉冲充电……此过程循环进行,直至充足电。

脉冲快速充电的优点是充电时间可大大缩短(新蓄电池充电需5h,补充充电需1h);缺点是对蓄电池的寿命有一定的影响,并且脉冲快速充电机结构复杂、价格昂贵,适用于电池集中、充电频繁、应急要求的场合。

三、蓄电池充电的注意事项

1.严格遵守各种充电方法的充电规范。

2.充电过程中注意对各个单格电池电压和电解液密度的测量,及时判断其充电程度和技术状况。

3.充电过程中注意各个单格电池的温升,以防温度过高影响蓄电池的性能,必要时可用风冷或水冷的方法降温。

4.初充电工作应连续进行,不可长时间间断。

5.配制和加注电解液时,要严格遵守安全操作规程和器皿的使用规则。

6.充电时应备好冷水和质量分数为10%的苏打水或质量分数为10%的氨水,用以处理溅出的电解液。

7.充电时打开电池的加液孔盖,使氢气、氧气顺利逸出,以免发生事故。

8.充电场所应装有通风设备,严禁用明火照明或取暖等。

9.充电时应先接牢蓄电池连接线,停止充电时,应先切断充电电源;导线连接要可靠,严防火花产生。

四、给汽车蓄电池充电

在起动前先检查汽车蓄电池的外观。蓄电池应该完好无损,没有裂纹,没有明显的蓄电池酸液泄露的痕迹。

电池的正负极端。正极端标记为加号(+),而负极端则标记为减号(-)。

接触汽车蓄电池之前要戴上护目镜和橡胶手套。护目镜和手套会保护你的眼睛和手,以防被蓄电池中溅出的浓酸侵蚀。

确保连接到汽车的跨接电缆是安全且防腐蚀的。

如果电池电缆被腐蚀,请尽可能使用硬毛刷来清理。

将电量充足的汽车停在需要充电的汽车旁,但是要确保两辆车没有接触。理想的情况是两辆车紧挨着同向停放,或者是将两辆车的车头相对着停放。

将正极跨线电缆的两头分别连接在两辆车的蓄电池正极端处。如果没有特别标示出来,正极跨线电缆通常是红色的。将正极跨线电缆的一端与无电蓄电池连接,而另一端则接在充满电的蓄电池上。

将负极跨线电缆的一端与充满电的蓄电池相连接。绝大多数情况下,负极跨线电缆是黑色的。

将负极跨线电缆的另一端接到汽车的接地金属部件上。如此便可使电量耗尽的汽车起动。你可以将接地电缆接到车架,底盘,或其他足够干净且无油漆未氧化的部件上。

起动蓄电池正常的车辆发动机。在起动发动机的同时,车辆的充电系统便会开始通过跨线电缆给无电蓄电池充电。

起动发动机后至少充电5分钟。这会使无电蓄电池开始给自己充电,尽管这样做会需要更长的时间将蓄电池充满。

尝试起动电量耗尽的汽车发动机。如果跨线电缆和正在充电的蓄电池有足够的电量,汽车引擎就能轻松的起动。

如果未能成功起动,请再给该蓄电池充5分钟电。

按与连接相反的顺序,拆卸跨接电缆,以免产生火花或发生爆炸。如果你首先是将负极跨线电缆与无电蓄电池的负极端连接,那么,请在最后将它拆除。

电量耗尽的汽车至少起动5分钟,以便发电机给蓄电池充电。

汽车起动后至少行驶或者怠速20分钟。有时,蓄电池可以在这段时间内充满电;而如果蓄电池充的电并不足以驱动汽车,可能就需要更换新的蓄电池。

如果跨线电缆或相接触,可能会融化电缆,损坏电池,甚至引起火灾。 充电过程中蓄电池可能会产生爆炸性气体,如氢气。

蓄电池充电器原理

蓄电池里面有大量的硫酸等可供电离的溶液,当插上电源,电流就通过里面的铅板(有些电池不是铅)电离溶液,这样就将电能转化为化学能;如果要使用,溶液就会转化为电能通过电极输送出去。这是原理上的描述,事实上,真实的情况十分复杂,可参考相关专业书籍。

充电方法制度

常规充电制度是依据1940年前国际公认的经验法则设计的。其中最著名的就是“安培小时规则”:充电电流安培数,不应超过蓄电池待充电的安时数。实际上,常规充电的速度被蓄电池在充电过程中的温升和气体的产生所限制。这个现象对蓄电池充电所必须的最短时间具有重要意义。

恒流充电法

恒流充电法是用调整充电装置输出电压或改变与蓄电池串联电阻的方法,保持充电电流强度不变的充电方法。控制方法简单,但由于电池的可接受电流能力是随着充电过程的进行而逐渐下降的,到充电后期,充电电流多用于电解水,产生气体,使出气过甚,因此,常选用阶段充电法。

恒压充电法

充电电源的电压在全部充电时间里保持恒定的数值,随着蓄电池端电压的逐渐升高,电流逐渐减少。与恒流充电法相比,其充电过程更接近于最佳充电曲线。用恒定电压快速充电,由于充电初期蓄电池电动势较低,充电电流很大,随着充电的进行,电流将逐渐减少,因此,只需简易控制系统。

这种充电方法电解水很少,避免了蓄电池过充。但在充电初期电流过大,对蓄电池寿命造成很大影响,且容易使蓄电池极板弯曲,造成电池报废。鉴于这种缺点,恒压充电很少使用,只有在充电电源电压低而电流大时采用。例如,汽车运行过程中,蓄电池就是以恒压充电法充电的。

阶段充电法

此方法包括二阶段充电法和三阶段充电法

①二阶段法采用恒电流和恒电压相结合的快速充电方法,首先,以恒电流充电至预定的电压值,然后,改为恒电压完成剩余的充电。一般两阶段之间的转换电压就是第二阶段的恒电压。

②三阶段充电法在充电开始和结束时采用恒电流充电,中间用恒电压充电。当电流衰减到预定值时,由第二阶段转换到第三阶段。这种方法可以将出气量减到最少,但作为一种快速充电方法使用,受到一定的限制。

快速充电法

①脉冲式充电法,这种充电法不仅遵循蓄电池固有的充电接受率,而且能够提高蓄电池充电接受率,从而打破了蓄电池指数充电接受曲线的限制,这也是蓄电池充电理论的新发展。脉冲充电方式首先是用脉冲电流对电池充电,然后让电池停充一段时间,如此循环,如图5所示。充电脉冲使蓄电池充满电量,而间歇期使蓄电池经化学反应产生的氧气和氢气有时间重新化合而被吸取掉,使浓差极化和欧姆极化自然而然地得到消除,从而减轻了蓄电池的内压,使下一轮的恒流充电能够更加顺利地进行,使蓄电池可以吸取更多的电量。间歇脉冲使蓄电池有较充分的反应时间,减少了析气量,提高了蓄电池的充电电流接受率。

②2REFLEXTM快速充电法,这种技术是美国的一项专利技术,它主要面对的充电对象是镍镉电池。由于它采用了新型的充电方法,解决了镍镉电池的记忆效应,因此,大大降低了蓄电池的快速充电的时间。铅酸蓄电池的充电方法和对充电状态的检测方法与镍镉电池有很大的不同,但它们之间可以相互借REFLEXTM充电法的一个工作周期包括正向充电脉冲,反向瞬间放电脉冲,停充维持3个阶段。

③变电流间歇充电法,这种充电方法建立在恒流充电和脉冲充电的基础上,如图7所示。其特点是将恒流充电段改为限压变电流间歇充电段。充电前期的各段采用变电流间歇充电的方法,保证加大充电电流,获得绝大部分充电量。充电后期采用定电压充电段,获得过充电量,将电池恢复至完全充电态。通过间歇停充,使蓄电池经化学反应产生的氧气和氢气有时间重新化合而被吸取掉,使浓差极化和欧姆极化自然而然地得到消除,从而减轻了蓄电池的内压,使下一轮的恒流充电能够更加顺利地进行,使蓄电池可以吸取更多的电量。

④变电压间歇充电法,在变电流间歇充电法的基础上又有人提出了变电压间歇充电法,如图8所示。与变电流间歇充电方法不同之处在于第一阶段的不是间歇恒流,而是间歇恒压。在每个恒电压充电阶段,由于是恒压充电,充电电流自然按照指数规律下降,符合电池电流可接受率随着充电的进行逐渐下降的特点。

⑤变电压变电流波浪式间歇正负零脉冲快速充电法,合脉冲充电法、ReflexTM快速充电法、变电流间歇充电法及变电压间歇充电法的优点,变电压变电流波浪式正负零脉冲间歇快速充电法得到发展应用。脉冲充电法充电电路的控制一般有两种:

1)脉冲电流的幅值可变.

2)脉冲电流幅值固定不变.

脉冲电流幅值和PWM信号的频率均固定,PWM占空比可调,在此基础上加入间歇停充阶段,能够在较短的时间内充进更多的电量,提高蓄电池的充电接受能力。

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