[發明專利]鉛酸蓄電池充電方法及其充電器

有效

• 申請號: 200810024476.3
• 申請日: 2008-03-25
• 公開（公告）號: CN101246976A
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發明（設計）人: 徐申;孫偉鋒;高海翔;陸生禮;時龍興
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H01M10/44
• 分類號: H01M10/44;H02J7/10
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 陸志斌

技術領域

本發明涉及鉛酸蓄電池的充電方法及其充電器。

背景技術

鉛酸蓄電池作為能量的轉存裝置或備用電源，被廣泛的應用于各種電力機車，電動自行車和自動化設備中。普通的充電方法由于充電時間較長需要后備其它電池。電池充電過程對鉛酸蓄電池充電時間和壽命影響很大，絕大多數的蓄電池不是使用壞的而是被充壞。縮短鉛酸蓄電池充電時間，提高鉛酸蓄電池的使用壽命，快速脈沖充電控制器在充電器中的設計起到了至關重要的作用。

現有充電器的充電方法通常有恒流充電法、階段恒流充電、恒壓充電、改進的恒壓充電、快速充電法和脈沖充電法。恒流充電是充電過程中充電電流保持恒定的充電方法。階段恒流充電是改進的恒流充電，其開始階段用較大的恒定電流充電，當被充電電池的端電壓達到預定值后便轉入較小的恒定電流充電階段，直至充電結束。恒壓充電是充電過程中充電電壓保持恒定的充電方法。改進的恒壓充電，是開始階段為恒流充電以后以恒壓充電的一種充電方法。由于這幾種充電方式沒有遵循蓄電池固有的充電接受率、充電周期長、極板損害大、能量損失多，并且不能針對不同工作需求做出不同的工作模式進行切換。

隨著電子技術的發展，對脈沖充電進行精確控制成為可能。市場上也出現了各種各樣的快速充電器。人們通過對某種蓄電池進行大量充放電試驗，總結較合理的充電參數。并采用數字集成電路，調節充電器的脈沖輸出比例，實現了消除蓄電池極化的功能，但是蓄電池并不是工作在理想狀態。目前的發展方向是每個鉛酸蓄電池在充電的任意時刻總存在一個最佳的充電電流和充電模式。采用了正負脈沖作為對蓄電池的充放電控制波形，其中正脈沖為充電脈沖，負脈沖為放電脈沖。通過調整這種波形可以仿真幾乎所有的充電波形和充電模式。它具有自適應能力，即在充電的任何階段，單片機都能根據所檢測到的端電壓、電流、溫度及其變化的趨勢，決定蓄電池下一步所能接受的最大充電電流，實現快速充電。與一般快速充電器相比，這種充電器能充分發揮微機的優勢，可以修改充電參數改變充電曲線，不斷優化充電算法。因此，充電參數的現場檢測是保證先進充電算法實現的關鍵。如正負脈沖期間的充放電電流大小及其隨時間的變化量、電池溫度及其隨時間的變化量、蓄電池電壓及其隨時間的變化量。通過對這些信息的分析可以估算出電池的內阻，進而計算出電池當前所處的狀態等。對蓄電池在充電過程中是否已充滿的判斷是充電器的重要指標，如果電池未充滿而錯判為充滿將導致電池欠充，反之則將導致電池過充，這兩種情況都嚴重影響電池的壽命。同時，為了針對特殊情況適應不同的充電需求，很有必要設計具有多種充電模式功能的充電器。

發明內容

本發明的首要目的在于針對上述問題，提供一種鉛酸蓄電池充電方法，在不同的情況下實施不同的充電模式，尤其在正常充電模式下，將充電過程分為多階段進行，能極大地延長鉛酸蓄電池的使用壽命。本發明的另一目的在于提供相應的充電器。

本發明采用如下技術方案：

一種鉛酸蓄電池充電方法，其特征在于包括：

第一步：選擇充電模式，所述充電模式包括正常充電模式、緊急充電模式和維護充電模式；

第二步：充電，按選定充電模式下的充電步驟對電池進行充電；

在所述正常充電模式下，充電方法包括如下步驟：

步驟一：以0.05C的電流恒流充電2分鐘；

步驟二：判斷電池電壓是否升到接近額定電壓的98％，如果結果為是，進入步驟十一，否則進入下一步驟；

步驟三：以0.3C的電流恒流充電2分鐘；

步驟四：判斷電池電壓是否升到額定電壓的90％，如果結果為是，進入步驟六，否則進入下一步；

步驟五：進行脈沖充電，直到電池電壓達到額定電壓的90％；

步驟六：以額定電壓的90％～92％恒壓充電1小時；

步驟七：以0.03C的電流恒流充電1.25小時；

步驟八：判斷電池電壓是否升到額定電壓的98％，如果結果為是，進入步驟十，否則進入下一步；

步驟九：以額定電壓的96％～97％恒壓充電1小時；

步驟十：停止充電0.5小時，使電池內部進行充分化學反應；

步驟十一：以廠商推薦的浮充電壓對電池浮充；

在所述緊急充電模式下，充電方法為：進行脈沖充電，直到電池電壓達到額定電壓的80％時停止充電；

在所述維護充電模式下，充電方法為：以0.05C的電流恒流充電20小時，然后停止充電。

其中，C表示電池充放電時電流大小的比率，即倍率。