[發明專利]脈沖快速充電機

無效

• 申請號: 00131102.6
• 申請日: 2000-10-27
• 公開（公告）號: CN1290984A
• 公開（公告）日: 2001-04-11
• 發明（設計）人: 郁百超
• 申請（專利權）人: 郁百超
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明是一種脈沖快速沖電機。

蓄電池在如下兩種情況下需要充電：

1．新蓄電池使用前，必須充電，稱初次充電，充電時間大約需要30-50小????時。

2．蓄電池放電完畢，應立即充電，稱正常充電，亦稱補充充電，充電時間????大約12-15小時。

通常采用恒流充電法或恒壓充電法。恒流充電法：在充電過程中，充電電流保持恒定，蓄電池電壓逐漸升高，此法充電時間較少，但在充電后期，充電電流大部分能量都用來電解水，蓄電池冒出大量氣泡，不僅浪費大量電能，而且使極板活性物質脫落。恒壓充電法：在充電過程中，充電電壓保持恒定，剛充電時，充電電流很大，隨著蓄電池電壓的升高，充電電流逐漸減小。此法可避免蓄電池過量充電，但充電初期產生的大電流，亦可損壞極板。

為了避免單獨采用恒流充電或恒壓充電所產生的弊端，通常的做法是，采用分級定流充電法或定流定壓充電法，即快充浮充法。

分級定流充電法將充電過程分成兩個階段，第一階段用10小時率電流充電6-7小時，第二階段用20小時率電流充電14-17小時，一般充到單只蓄電池端電壓2．6-2．7伏，連續兩小時電壓不變，并且直到極板冒泡為止。

定流定壓充電法將充電周期分成兩半，前半周期用0．1C電流將蓄電池端電壓充至2．3V左右，后半周期自動切換到定壓充電。采用這種方法充電，電解液氣泡較少，可節省能源，降低蓄電池溫升，減少蒸餾水損耗，改善工作環境，避免極板損耗。

無論是恒流充電法、恒壓充電法，還是分級定流充電法、定流定壓充電法，在充電過程中都不可避免地會產生如下三種極化現象：

1．電阻極化現象：蓄電池充電過程中，正負離子分別向相反符號極板運動，????運動中受到一定阻力，稱蓄電池內阻，充電電流流過蓄電池內阻，內阻????上產生壓降，因此，蓄電池端電壓將升高。這種因蓄電池內阻變化引起????端電壓變化稱電阻極化。當充電電流流過極化電阻時，內阻上不斷產生????熱量，導致蓄電池溫度上升。

2．濃差極化現象：蓄電池充電過程中，極板表面產生大量離子，在外電源????電場作用下，正負離子分別向相反符號極板運動，稱離子的電遷移。這????種離子電遷移的運動速度遠小于化學反應的速度，因此極板和極板附近????的離子濃度遠大于遠離極板處的離子濃度。電解液中離子濃度的不同，????必然導致電解液極化。這種因離子濃度差引起的電極電位的變化，稱濃????差極化。充電電流越大，電化學反應越劇烈，極板表面產生的正負離子????越多，因此濃差極化越嚴重。

3．電化學極化現象：蓄電池充電過程中，外電源不斷從蓄電池正極板取得????電子輸送到負極板，而正負極板上的活性物質與電解液發生電化學反應，????但由于電化學反應的速度遠小于電子運動的速度，因此，正負極板上形????成電荷積累。蓄電池的正負極板形成一個一定容量的電容器，正負極板????上積累的電荷越多，則電容器兩端電壓(即蓄電池端電壓)越高，由于????電化學反應速度小于電子運動速度而引起的蓄電池端電壓升高，稱為電????化學極化現象。

這三種極化電壓都會對充電過程產生影響，其結果是，充電需要更多的電能和更多的時間。本發明的目的是克服以上充電方法的缺點，使蓄電池充電省時節能，并延長蓄電池的使用壽命和增加蓄電池實際有效容量。

脈沖快速充電法采用間歇脈沖電流充電，一個充電脈沖之后跟隨一個放電脈沖，在放電脈沖前后均插入一個間歇時間間隔，其方法是：先用大約2C幅值的電流充電128ms左右，然后停止一個時間間隔，再用3C-6C幅值的電流放電1ms左右，停止一個時間間隔后，重新開始下一個充電周期。由于充電電流決定了電阻極化現象和濃差極化現象的強度，當充電電流中斷時，電阻極化現象和濃差極化現象立即消失；電化學極化現象與此相仿，在放電的時間間隔里，蓄電池正負板極上原來積累的電荷迅速減少，因此電化學極化現象同時迅速降低。

脈沖快速充電法完全克服了常規充電法的缺點，消除了三種極化電壓對充電過程的影響，具有如下優點：

1．縮短充電時間：采用常規充電法，初充電時間需30-50小時，補充充電????時間需12-15小時，而采用脈沖快速充電法，初充電時間不超過5小時，????補充充電時間在1小時之內(鎳鉻蓄電池只需半小時)。

2．節約大量能源：采用脈沖快速充電法，通過各種檢測裝置可以使蓄電池????始終保持最佳充電電流，充入蓄電池的電能絕大部分轉變為化學能，同????時縮短充電時間。這種充電法可以節約電能50％-70％。