蓄電池充電技術(shù)研究

3.3停充控制

當(dāng)蓄電池充足電后，必須適時(shí)地切斷充電電流，否則蓄電池將出現(xiàn)大量出氣、失水和溫升等過(guò)充反應(yīng)，直接危及蓄電池的使用壽命。因此，必須隨時(shí)監(jiān)測(cè)蓄電池的充電狀況，保證電池充足電而又不過(guò)充電。主要的停充控制方法有：

（1）定時(shí)控制采用恒流充電法時(shí)，電池所需充

電時(shí)間可根據(jù)電池容量和充電電流的大小很容易地確定，因此只要預(yù)先設(shè)定好充電時(shí)間，一旦時(shí)間一到，定時(shí)器即可發(fā)出信號(hào)停充或降為涓流充電。定時(shí)器可由時(shí)間繼電器充當(dāng)，或者由單片機(jī)承擔(dān)其功能。這種方法簡(jiǎn)單，但充電時(shí)間不能根據(jù)電池充電前狀態(tài)而自動(dòng)調(diào)整，因此實(shí)際充電時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)有時(shí)欠充、有時(shí)過(guò)充的現(xiàn)象；

（2）電池溫度控制對(duì)CdNi電池而言，正常充

電時(shí)，蓄電池的溫度變化并不明顯，但是，當(dāng)電池過(guò)充時(shí)，其內(nèi)部氣體壓力將迅速增大，負(fù)極板上氧化反應(yīng)使內(nèi)部發(fā)熱，溫度迅速上升（每分鐘可升高幾個(gè)攝氏度）。因此，觀察電池溫度的變化，即可判斷電池是否已經(jīng)充滿(mǎn)。通常采用兩只熱敏電阻分別檢測(cè)電池溫度和環(huán)境溫度，當(dāng)兩者溫差達(dá)到一定值時(shí)，即發(fā)出停充信號(hào)。由于熱敏電阻動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度較慢，故不能及時(shí)準(zhǔn)確地檢測(cè)到電池的滿(mǎn)充狀態(tài)；

（3）電池端電壓負(fù)增量控制一般而言，當(dāng)電池

充足電后，其端電壓將呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，據(jù)此可將電池電壓出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)的時(shí)刻作為停充時(shí)刻。與溫度控制法相比，這種方法響應(yīng)速度快，此外，電壓的負(fù)增量與電壓的絕對(duì)值無(wú)關(guān)，因此這種停充控制方法可適應(yīng)具有不同單格電池?cái)?shù)的蓄電池組充電。此方法的缺點(diǎn)是一般的檢測(cè)器靈敏度和可靠性不高，同時(shí)，當(dāng)環(huán)境溫度較高時(shí)，電池充足電后電壓的減小并不明顯，因而難以控制；

（4）利用極化電壓控制通常情況下，蓄電池的

極化電壓出現(xiàn)在電池剛好充滿(mǎn)后，一般在50mV～100mV數(shù)量級(jí)，采用有關(guān)專(zhuān)利技術(shù)[3]來(lái)測(cè)量每個(gè)單格電池的極化電壓，這樣就使每個(gè)電池都可充電到它本身所要求的程度。研究表明，由于每個(gè)電池在幾何結(jié)構(gòu)、化學(xué)性質(zhì)及電學(xué)特性等方面至少存在一些輕微的差別，那么根據(jù)每個(gè)單格電池的特性來(lái)確定它所要求的充電水平會(huì)比把蓄電池組作為一個(gè)整體來(lái)控制的方法更加合適一些。這種方法的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在：

①不需溫度補(bǔ)償；

②電池不需連續(xù)浮充電，電池間連線(xiàn)腐蝕減少；

③不同型號(hào)和使用情況的電池可構(gòu)成一組使用；

④可以隨意添加電池以便擴(kuò)容；

⑤每個(gè)電池都可用到不能再用，而其壽命不會(huì)縮短。

4結(jié)論

蓄電池充電技術(shù)的改進(jìn)，有利于縮短充電時(shí)間、提高利用效率、延長(zhǎng)使用壽命、降低能耗、減少環(huán)境污染，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。根據(jù)蓄電池可接受充電電流曲線(xiàn)，只要采用適當(dāng)方法對(duì)電池實(shí)行去極化，實(shí)現(xiàn)蓄電池的快速充電是可能的。研究表明，脈沖充電、脈沖放電去極化充電法是一種較好的快速充電方法，而實(shí)現(xiàn)這一方法的最佳裝置是高頻開(kāi)關(guān)充電電源。蓄電池的充電控制包括各個(gè)充電階段的自動(dòng)轉(zhuǎn)換、充電程度判斷以及停充控制等三個(gè)方面。蓄電池充放電的時(shí)間、速度、程度等都會(huì)對(duì)蓄電池的充電效率和使用壽命產(chǎn)生嚴(yán)重影響，因此在對(duì)蓄電池進(jìn)行充放電時(shí)，必須把握以下原則：

（1）避免蓄電池充電過(guò)量或充電不足過(guò)充會(huì)使

蓄電池內(nèi)部溫升過(guò)大、出氣率上升，導(dǎo)致正極板損壞，從而影響電池的穩(wěn)定性乃至壽命；欠充電會(huì)使負(fù)極板硫化，蓄電池內(nèi)阻增大，容量降低。因此一定要掌握好蓄電池的充電程度；

（2）控制放電電流值即放電速度蓄電池放電電

流越大，再充電時(shí)可接受的初始充電電流值也越大，有助于提高再充電的速度。但是，蓄電池放電電流流經(jīng)內(nèi)阻時(shí)產(chǎn)生的熱量會(huì)引起溫度上升，因而放電電流不宜過(guò)大；

（3）避免深度放電根據(jù)蓄電池充電電流接受比

第一定律[1]，對(duì)于任意給定的放電電流來(lái)說(shuō)，蓄電池充電電流接受比與它已放出的電荷量的平方根成反比，因此放電深度越大，蓄電池放出的電量越多，蓄電池可接受的充電電流就越小，這將減慢蓄電池的充電速度；

（4）注意環(huán)境溫度的影響蓄電池的放電電量隨

環(huán)境溫度的降低而減小，因此在不同的環(huán)境溫度下，應(yīng)該掌握不同的放電速度和放電程度。