蓄電池充電機的充電控制方法
2017/12/26 11:44:36??????點擊：
充電控制方法
充電控制主要包括主充、均充、浮充三階段的自動轉換，從放電狀態(tài)到充電狀態(tài)的自動轉換，充電程序判斷及停充控制等方面。掌握正確的控制方法，有利于提高蓄電池充電效率和使用壽命。3.1主充、均充、浮充各階段的自動轉換
目前，國內(nèi)大部分充電電源仍采用主充、均充、浮充三階段充電法實現(xiàn)對蓄電池的充電。充電各階段的自動轉換方法有：
（1）時間控制，即預先設定各階段充電時間，由時間繼電器或CPU控制轉換時刻；
（2）設定轉換點的充電電流或蓄電池端電壓值，當實際電流或電壓值達到設定值時，即自動轉換；
（3）采用積分電路在線監(jiān)測蓄電池的容量，當容量達到一定值時，則發(fā)信號改變充電電流的大小。
上述方法中，時間控制比較簡單，但這種方法缺乏來自蓄電池的實時信息，控制比較粗略；容量監(jiān)控方法控制電路比較復雜，但控制精度較高。
3.2充電程度判斷
在對蓄電池進行充電時，必須隨時判斷蓄電池的充電程度，以便控制充電電流的大小。判斷充電程度的主要方法有：
（1）觀察蓄電池去極化后的端電壓變化。一般來說，在充電初始階段，電池端電壓的變化率很小；在充電的中間階段，電池端電壓的變化率很大；在充電末期，端電壓的變化率極小[2]。因此，通過觀測單位時間內(nèi)端電壓的變化情況，就可判斷蓄電池所處的充電階段；
（2）檢測蓄電池的實際容量值，并與其額定容量值進行比較，即可判斷其充電程度；
（3）檢測蓄電池端電壓判斷。當蓄電池端電壓與其額定值相差較大時，說明處于充電初期；當兩者差值很小時，說明已接近充滿。
3.3停充控制
當蓄電池充足電后，必須適時地切斷充電電流，否則蓄電池將出現(xiàn)大量出氣、失水和溫升等過充反應，直接危及蓄電池的使用壽命。因此，必須隨時監(jiān)測蓄電池的充電狀況，保證電池充足電而又不過充電。主要的停充控制方法有：
（1）定時控制采用恒流充電法時，電池所需充電時間可根據(jù)電池容量和充電電流的大小很容易地確定，因此只要預先設定好充電時間，一旦時間一到，定時器即可發(fā)出信號停充或降為涓流充電。定時器可由時間繼電器充當，或者由單片機承擔其功能。這種方法簡單，但充電時間不能根據(jù)電池充電前狀態(tài)而自動調(diào)整，因此實際充電時，可能會出現(xiàn)有時欠充、有時過充的現(xiàn)象；
（2）電池溫度控制對CdNi電池而言，正常充電時，蓄電池的溫度變化并不明顯，但是，當電池過充時，其內(nèi)部氣體壓力將迅速增大，負極板上氧化反應使內(nèi)部發(fā)熱，溫度迅速上升（每分鐘可升高幾個攝氏度）。因此，觀察電池溫度的變化，即可判斷電池是否已經(jīng)充滿。通常采用兩只熱敏電阻分別檢測電池溫度和環(huán)境溫度，當兩者溫差達到一定值時，即發(fā)出停充信號。由于熱敏電阻動態(tài)響應速度較慢，故不能及時準確地檢測到電池的滿充狀態(tài)；
（3）電池端電壓負增量控制一般而言，當電池充足電后，其端電壓將呈現(xiàn)下降趨勢，據(jù)此可將電池電壓出現(xiàn)負增長的時刻作為停充時刻。與溫度控制法相比，這種方法響應速度快，此外，電壓的負增量與電壓的絕對值無關，因此這種停充控制方法可適應具有不同單格電池數(shù)的蓄電池組充電。此方法的缺點是一般的檢測器靈敏度和可靠性不高，同時，當環(huán)境溫度較高時，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)在電池剛好充滿后，一般在50mV～100mV數(shù)量級，采用有關專利技術[3]來測量每個單格電池的極化電壓，這樣就使每個電池都可充電到它本身所要求的程度。研究表明，由于每個電池在幾何結構、化學性質及電學特性等方面至少存在一些輕微的差別，那么根據(jù)每個單格電池的特性來確定它所要求的充電水平會比把蓄電池組作為一個整體來控制的方法更加合適一些。這種方法的優(yōu)點表現(xiàn)在：
①不需溫度補償；
②電池不需連續(xù)浮充電，電池間連線腐蝕減少；
③不同型號和使用情況的電池可構成一組使用；
④可以隨意添加電池以便擴容；
⑤每個電池都可用到不能再用，而其壽命不會縮短。
4、結論
蓄電池充電技術的改進，有利于縮短充電時間、提高利用效率、延長使用壽命、降低能耗、減少環(huán)境污染，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。根據(jù)蓄電池可接受充電電流曲線，只要采用適當方法對電池實行去極化，實現(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，而實現(xiàn)這一方法的最佳裝置是高頻開關充電電源。蓄電池的充電控制包括各個充電階段的自動轉換、充電程度判斷以及停充控制等三個方面。蓄電池充放電的時間、速度、程度等都會對蓄電池的充電效率和使用壽命產(chǎn)生嚴重影響，因此在對蓄電池進行充放電時，必須把握以下原則：
（1）避免蓄電池充電過量或充電不足過充會使蓄電池內(nèi)部溫升過大、出氣率上升，導致正極板損壞，從而影響電池的穩(wěn)定性乃至壽命；欠充電會使負極板硫化，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)阻時產(chǎn)生的熱量會引起溫度上升，因而放電電流不宜過大；
（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]，對于任意給定的放電電流來說，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，應該掌握不同的放電速度和放電程度。
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