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                    河南一體化電源

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                    鉛酸蓄電池好的充電方法

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                    鉛酸蓄電池好的充電方法

                    發布日期:2018-10-15 作者: 點擊:

                    年代中期,美國科學家馬斯對開口蓄電池的充電過程作了大量的試驗研究,并提出了以低出氣率為前提的,蓄電池可接受的充電曲線,如圖1所示。實驗表明,如果充電電流按這條曲線變化,就可以大大縮短充電時間,并且對電池的容量和壽命也沒有影響。原則上把這條曲線稱為佳充電曲線。

                    目 錄


                    1原理簡介


                    2詳細內容


                    1. 2.1 蓄電池充電器原理

                    2. 2.2 充電方法制度

                    3. 2.3 恒流充電法

                    4. 2.4 恒壓充電法

                    5. 2.5 階段充電法

                    6. 2.6 快速充電法

                    3定量研究


                    1. 3.1 恒壓充電時計算充電電流

                    2. 3.2 蓄電池充電電流與時間的關系

                    3. 3.3 蓄電池的充電電流大小限制

                    4. 3.4 如何計算充電電池充電時間

                    5. 3.5 電池的放電

                    4記憶效應


                    1原理簡介



                    蓄電池放電后,用直流電按與放電電流相反的方向通過蓄電池,使它恢復工作能力,這個過程稱為蓄電池充電。蓄電池充電時,電池正極與電源正極相聯,電池負極與電源負極相聯,充電電源電壓必須高于電池的總電動勢。充電方式有恒電流充電和恒電壓充電兩種。

                    2詳細內容


                    蓄電池充電器原理

                    蓄電池.jpg

                    蓄電池里面有大量的硫酸等可供電離的溶液,當插上電源,電流就通過里面的鉛板(有些電池不是鉛)電離溶液,這樣就將電能轉化為化學能;如果要使用,溶液就會轉化為電能通過電極輸送出去。這是原理上的描述,事實上,真實的情況十分復雜,可參考相關專業書籍。

                    充電方法制度


                    常規充電制度是依據1940年前國際公認的經驗法則設計的。其中著名的就是“安培小時規則”:充電電流安培數,不應超過蓄電池待充電的安時數。實際上,常規充電的速度被蓄電池在充電過程中的溫升和氣體的產生所限制。這個現象對蓄電池充電所必須的短時間具有重要意義。

                    恒流充電法


                    恒流充電法是用調整充電裝置輸出電壓或改變與蓄電池串聯電阻的方法,保持充電電流強度不變的充電方法??刂品椒ê唵?,但由于電池的可接受電流能力是隨著充電過程的進行而逐漸下降的,到充電后期,充電電流多用于電解水,產生氣體,使出氣過甚,因此,常選用階段充電法。

                    恒壓充電法


                    充電電源的電壓在全部充電時間里保持恒定的數值,隨著蓄電池端電壓的逐漸升高,電流逐漸減少。與恒流充電法相比,其充電過程更接近于佳充電曲線。用恒定電壓快速充電,由于充電初期蓄電池電動勢較低,充電電流很大,隨著充電的進行,電流將逐漸減少,因此,只需簡易控制系統。

                    這種充電方法電解水很少,避免了蓄電池過充。但在充電初期電流過大,對蓄電池壽命造成很大影響,且容易使蓄電池極板彎曲,造成電池報廢。鑒于這種缺點,恒壓充電很少使用,只有在充電電源電壓低而電流大時采用。例如,汽車運行過程中,蓄電池就是以恒壓充電法充電的。

                    階段充電法


                    此方法包括二階段充電法和三階段充電法

                    ①二階段法采用恒電流和恒電壓相結合的快速充電方法,首先,以恒電流充電至預定的電壓值,然后,改為恒電壓完成剩余的充電。一般兩階段之間的轉換電壓就是第二階段的恒電壓。

                    ②三階段充電法在充電開始和結束時采用恒電流充電,中間用恒電壓充電。當電流衰減到預定值時,由第二階段轉換到第三階段。這種方法可以將出氣量減少,但作為一種快速充電方法使用,受到一定的限制。

                    快速充電法


                    ①脈沖式充電法,這種充電法不僅遵循蓄電池固有的充電接受率,而且能夠提高蓄電池充電接受率,從而打破了蓄電池指數充電接受曲線的限制,這也是蓄電池充電理論的新發展。脈沖充電方式首先是用脈沖電流對電池充電,然后讓電池停充一段時間,如此循環,如圖5所示。充電脈沖使蓄電池充滿電量,而間歇期使蓄電池經化學反應產生的氧氣和氫氣有時間重新化合而被吸收掉,使濃差極化和歐姆極化自然而然地得到消除,從而減輕了蓄電池的內壓,使下一輪的恒流充電能夠更加順利地進行,使蓄電池可以吸收更多的電量。間歇脈沖使蓄電池有較充分的反應時間,減少了析氣量,提高了蓄電池的充電電流接受率。

                    ②2REFLEXTM快速充電法,這種技術是美國的一項技術,它主要面對的充電對象是鎳鎘電池。由于它采用了新型的充電方法,解決了鎳鎘電池的記憶效應,因此,大大降低了蓄電池的快速充電的時間。鉛酸蓄電池的充電方法和對充電狀態的檢測方法與鎳鎘電池有很大的不同,但它們之間可以相互借REFLEXTM充電法的一個工作周期包括正向充電脈沖,反向瞬間放電脈沖,停充維持3個階段。

                    ③變電流間歇充電法,這種充電方法建立在恒流充電和脈沖充電的基礎上,如圖7所示。其特點是將恒流充電段改為限壓變電流間歇充電段。充電前期的各段采用變電流間歇充電的方法,保證加大充電電流,獲得絕大部分充電量。充電后期采用定電壓充電段,獲得過充電量,將電池恢復至完全充電態。通過間歇停充,使蓄電池經化學反應產生的氧氣和氫氣有時間重新化合而被吸收掉,使濃差極化和歐姆極化自然而然地得到消除,從而減輕了蓄電池的內壓,使下一輪的恒流充電能夠更加順利地進行,使蓄電池可以吸收更多的電量。

                    ④變電壓間歇充電法,在變電流間歇充電法的基礎上又有人提出了變電壓間歇充電法,如圖8所示。與變電流間歇充電方法不同之處在于一階段的不是間歇恒流,而是間歇恒壓。在每個恒電壓充電階段,由于是恒壓充電,充電電流自然按照指數規律下降,符合電池電流可接受率隨著充電的進行逐漸下降的特點。

                    ⑤變電壓變電流波浪式間歇正負零脈沖快速充電法,合脈沖充電法、ReflexTM快速充電法、變電流間歇充電法及變電壓間歇充電法的優點,變電壓變電流波浪式正負零脈沖間歇快速充電法得到發展應用。脈沖充電法充電電路的控制一般有兩種:

                    1)脈沖電流的幅值可變.

                    2)脈沖電流幅值固定不變.

                    脈沖電流幅值和PWM信號的頻率均固定,PWM占空比可調,在此基礎上加入間歇停充階段,能夠在較短的時間內充進更多的電量,提高蓄電池的充電接受能力。

                    3定量研究


                    恒壓充電時計算充電電流


                    鉛酸蓄電池恒壓充電時,充電電流設電池安時值的10%。如165AH的充電,為16.5A!充電電流是個變量,跟容量、時間有關系,充電時間越長,伴隨著電池儲能的增加,充電電流會一路衰減。不過,選擇電池參數的時候,是不會去考慮充電電流這一項的,只考慮電池的放電電流,電池廠家都要提供放電曲線的。

                    蓄電池充電電流與時間的關系


                    每一種電池的充電電壓和電流都是不同的, 這在購買的時候,廠家會提供這些參數的. 以12V鉛酸電池為例, 充電電壓為14.5-15V 。充電流一般都是容量的10%即10小時率. 比如100AH12V的電池, 佳充電電壓和電流分別為:15V 10A

                    蓄電池的充電電流大小限制


                    一個100AH的蓄電池,充電電流大不能大于30A。循環充電時,充電器提供的高電壓應有限制,6V電池的充電電壓為7.2—7.5V,12V電池充電電壓為14.4—15V,充電大電流不大于額定容量值的30%A(比如2A.H的蓄電池大充電電流不能大于2×0.3=0.6安培);以10小時充電率為宜(比如2A.H的蓄電池以0.2安培為宜),若充電電流過大,則蓄電池易發熱,造成極板脫落、斷裂、短路以致造成爆炸、燃燒等事故。

                    如何計算充電電池充電時間


                    充電時間(小時)=充電電池容量(mAh)/充電電流(mA)*1.5的系數

                    例如你用1600mAh的充電電池,充電器用400mA的電流充電,則充電時間為:1600/400*1.5=6小時(注意:這種方法不適用新購買或長期未使用的充電電池)。

                    電池的放電


                    一般說用戶感興趣的是電池的放電參數,因為這就是選用電池容量的根據。通常人們常說用一個公式來計算電池的容量,而實際上沒有一個通用的公式適合于所有的情況。因為電池一的放電不是線性的,況且各種品牌的電池也不盡相同。比如以某品牌的10Ah的12V電池為例,以放電到10.5(1.75X6)V為準。

                    如果按0.05C即0.5A放電時,可放20h,放出10Ah的容量;

                    如果按0.4C即4A放電時,可放2h,放出8Ah的容量;

                    如果按1C即10A放電時,可放0.5h,放出5Ah的容量;

                    如果按3C即30A放電時,可放0.025h,放出2.5Ah的容量。

                    就是說,放電電流越大,放出的容量就越小,計算出來的結果就越不準確。因此,若想在工程上比較精確地求出規定時間的電池容量,必須計算和查表或曲線相結合。

                    4記憶效應


                    鎳氫充電電池和鋰離子充電電池其實也是有記憶效應,使用起來真的不用放電嗎?

                    事實上鎳氫充電電池和鋰離子充電電池的記憶效應是十分輕微的,并不值得我們去注意它。請注意看到這里時,就不要利用充電器的放電功能對鎳氫充電電池和鋰離子充電電池進行放電動作,尤其是鋰離子充電電池,由于本身的材質因數,并不允許電池本身能夠承受充電器的強制放電。如果你硬要對鋰離子充電電池進行放電,終將導致電池損壞。)另外,你使用需放電的鎳鎘充電電池,那么建議你,不論使用電池的次數是否頻繁,每隔兩、三個月左右就對鎳鎘充電電池進行一次充放電,這樣可以確保鎳鎘充電電池的記憶效應對電池的影響減到低狀態。


                    相關標簽:蓄電池

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