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蓄電池充電方法的分析和探討
蓄電池充電方法的分析和探討
新的蓄電池投進(jìn)使用后,，必須定期地進(jìn)行充電和放電。充電的目的是使奧冠蓄電池貯存電能及時(shí)地恢復(fù)容量,，以滿足用電設(shè)備的需要,。放電的目的是及時(shí)地檢驗(yàn)蓄電池容量參數(shù)，及促進(jìn)電極活性物質(zhì)的活化反應(yīng),。蓄電池充電和放電狀況的好壞,，將直接影響到蓄電池的電性能及使用壽命。目前對(duì)理士蓄電池充電的方法很多,，選擇科學(xué)公道的充電方法將會(huì)大大進(jìn)步蓄電池的維護(hù)效果,。
1蓄電池常用的充電方法
1)恒定電流充電法
在充電過程中充電電流始終保持不變，叫做恒定電流充電法,，簡(jiǎn)稱恒流充電法或等流充電法,。在充電過程中由于蓄電池電壓逐漸升高，充電電流逐漸下降，為保持充電電流不致因蓄電池端電壓升高而減小,，充電過程必須逐漸升高電源電壓,，以維持充電電流始終不變，這對(duì)于充電設(shè)備的自動(dòng)化程度要求較高,，一般簡(jiǎn)陋的充電設(shè)備是不能滿足恒流充電要求的。恒流充電法,，在蓄電池大答應(yīng)的充電電流情況下,，充電電流越大，充電時(shí)間就可以縮短,。若從時(shí)間上考慮,，采用此法有利的。但在充電后期若充電電流仍不變,，這時(shí)由于大部分電流用于電解水上,，電解液出氣泡過多而顯沸騰狀，這不僅消耗電能,，而且輕易使極板上活性物質(zhì)大量脫落,，溫升過高，造成極板彎曲,，容量迅速下降而提前報(bào)廢,。所以，這種充電方法很少采用,。
2)恒定電壓充電法
在充電過程中,，充電電壓始終保持不變，叫做恒定電壓充電法,，簡(jiǎn)稱恒壓充電法或等壓充電法,。由于恒壓充電開始后期，電源電壓始終保持一定,，所以在充電開始時(shí)充電電流相當(dāng)大,，大大超過正常充電電流值。但隨著充電的進(jìn)行,，蓄電池端電壓逐漸升高,，充電電流逐漸減小。當(dāng)蓄電池端電壓和充電電壓相等時(shí),，充電電流減小甚為零,。由此可見，采用恒壓充電法的優(yōu)點(diǎn)在于,，可以避免充電后期充電電流過大而造成極板活性物質(zhì)脫落和電能的損失,。但其缺點(diǎn)是，在剛開始充電時(shí)，充電電流過大,，電極活性物質(zhì)體積變化收縮太快,，影響活性物質(zhì)的機(jī)械強(qiáng)度，致使其脫落,。而在充電后期充電電流又過小,，使極板深處的活性物質(zhì)得不到充電反應(yīng)，形成長(zhǎng)期充電不足,，影響蓄電池的使用壽命,。所以這種充電方法一般只適用于無(wú)配電設(shè)備或充電設(shè)備較簡(jiǎn)陋的特殊場(chǎng)合，如汽車上蓄電池的充電,，1號(hào)5號(hào)干電池式的小蓄電池的充電均采用等壓充電法,。采用等壓充電法給蓄電池充電時(shí)，所需電源電壓：酸性蓄電池每個(gè)單體電池為2．4～2．8V左右,，堿性蓄電池每個(gè)單體電池為1．6～2．0V左右,。
3)有固定電阻的恒定電壓充電
為補(bǔ)救恒定電壓充電的缺點(diǎn)而采用的一種方法。即在充電電源與電池之間串聯(lián)一電阻,，這樣充電初期的電流可以調(diào)整,。但有時(shí)大充電電流受到限制，因此隨充電過程的進(jìn)行,，蓄電池電壓逐漸上升,，電流卻幾乎成為直線衰減。有時(shí)使用兩個(gè)電阻值,，約在2．4V時(shí),，從低電阻轉(zhuǎn)換到高電阻，以減少出氣,。
4)階段等流充電法
綜合恒流和恒壓充電法的特點(diǎn),，蓄電池在充電初期用較大的電流，經(jīng)過一段時(shí)間改用較小的電流,，充電后期改用更小的電流,，即不同階段內(nèi)以不同的電流進(jìn)行恒流充電的方法，叫做階段恒流充電法,。階段恒流充電法,，一般可分為兩個(gè)階段進(jìn)行，也可分為多個(gè)階段進(jìn)行,。
階段等流充電法所需充電時(shí)間短,，充電效果也好。由于充電后期改用較小電流充電,，這樣減少了氣泡對(duì)極板活性物質(zhì)的沖洗,，減少了活性物質(zhì)的脫落,。這種充電法能延長(zhǎng)蓄電池使用壽命，并節(jié)省電能,，充電又*,，所以是當(dāng)前常用的一種充電方法。一般蓄電池一階段以10h率電流進(jìn)行充電,，第二階段以20h率電流進(jìn)行充電,。各階段充電時(shí)間的是非，各種蓄電池的具體要求和標(biāo)準(zhǔn)不一樣,。
5)浮充電法
間歇使用的蓄電池或僅在交流電停電時(shí)才使用的蓄電池,，其充電方式為浮充電式。一些特殊場(chǎng)合使用的固定型蓄電池一般均采用浮充電方法對(duì)蓄電池進(jìn)行充電,。浮充電法的優(yōu)點(diǎn)主要在于能減少蓄電池的析氣率，并可防止過充電,，同時(shí)由于蓄電池同直流電源并聯(lián)供電,，用電設(shè)備大電流用電時(shí)，蓄電池瞬時(shí)輸出大電流,，這有助于鎮(zhèn)靜電源系統(tǒng)的電壓,，使用電設(shè)備用電正常。浮充電法的缺點(diǎn)是個(gè)別蓄電池充電不均衡和充不足電,，所以需要進(jìn)行定期的均衡充電,。
2蓄電池的快速充電方法
1)定電流定周期快速充電法
這種方法的特點(diǎn)是，以電流幅度恒定和周期恒定的脈沖充電電流對(duì)蓄電池充電,，兩個(gè)充電脈沖之間有一放電脈沖進(jìn)行往極化,，以進(jìn)步蓄電池的充電接受能力。在充電過程中,，充電電流及其脈寬不受蓄電池充電狀態(tài)的影響,。因此，它是一種開環(huán)式脈沖充電,。這種充電方法易使蓄電池布滿容量,，但假如不增加防止過充電的保護(hù)裝置，輕易造成強(qiáng)烈的過充電,，影響蓄電池的使用壽命,。在這種充電方法中，固然整個(gè)充電過程均加有往極化措施,，但是這種固定的往極化措施,，難于適合充電全過程的要求。
2)定電流定出氣率脈沖充電放電往極化快速充電法
這種充電方法的特點(diǎn)是：在整個(gè)充電過程中,，充電電流脈沖的幅值和蓄電池的出氣率始終保持不變,。充電過程初期,，充電電流略低于蓄電池的初始接受電流,。在充電過程中，由于蓄電池可接受的電流逐漸減小，所以經(jīng)過一段時(shí)間后,，充電電流將超過蓄電池的可接受電流，因而蓄電池內(nèi)將產(chǎn)生較多的氣體,，出氣率明顯增加,。此時(shí)，氣體檢測(cè)元件能夠及時(shí)發(fā)出控制信號(hào),，迫使蓄電池停止充電,，進(jìn)行短時(shí)放電。這樣蓄電池內(nèi)部的極化作用很快消失,，因而出氣率可以始終保持在較低的預(yù)定值內(nèi),。目前，國(guó)外有這樣的方案,。國(guó)內(nèi)因缺少氣體敏感元件,， 對(duì)這種方法很少研究。
3)定電流定電壓脈沖充電放電往極化快速充電法
這種充電方法的特點(diǎn)是,，以恒定大電流充電,，待充到一定電壓(相當(dāng)于蓄電池出氣點(diǎn)的電壓)時(shí)，停止充電并進(jìn)行大電流(或小電流)放電往極化,，然后再以恒定大電流充電,，依此，充放電過程交替地進(jìn)行,。放電脈沖的頻率隨充人電量的增加而增加,，充電脈沖的寬度隨充人電量的增加而減少。當(dāng)充電量和放電量基本相等時(shí),，表示蓄電池已布滿電,，立即結(jié)束充電。
根據(jù)這種方法,，國(guó)內(nèi)外都有多種方案來(lái)實(shí)現(xiàn)蓄電池快速充電,。這種方法，充電初期無(wú)往極化措施,。在加有往極化措施后充電脈沖寬度不斷減小,，使得充電電流均勻值下降較快，延長(zhǎng)了充電時(shí)間,。
4)定電流提升電壓脈沖充電放電往極化快速充電法
這種方法是定電流定電壓脈沖充電放電往極化快速充電方法的改進(jìn),。它是以恒定電流(如IC)充電，當(dāng)蓄電池電壓達(dá)到充電出氣點(diǎn)電壓后(單格電池電壓2． 35～2．5V)時(shí),，停止充電并進(jìn)行放電(如放電電流2～3C,，脈沖寬度為1ms),，然后再充電……。從加有放電往極化脈沖以后,，用積分器件門路形跟蹤調(diào)高充電控制電壓(提升出氣點(diǎn)電壓),，以加快充電速度和進(jìn)步布滿程度。其它和定電流定電壓法相同,。
5)定電壓定頻率脈沖充電放電往極化快速充電法
這種方法的特點(diǎn)是,，充電脈沖的電壓幅值保持恒定，隨著充電過程的進(jìn)行,，蓄電池電動(dòng)勢(shì)逐漸上升,，充電電流幅值逐漸減小，充電脈沖電流的頻率恒定,，在兩個(gè)充電脈沖之間加有放電往極化脈沖,。
6)端電壓和充放電頻率選擇脈沖充電放電往極化快速充電法
這種方法的特點(diǎn)是，根據(jù)蓄電池充電過程中的極化情況選擇充放電脈沖的頻率,，并在充電后期將蓄電池端電壓限定在預(yù)選的數(shù)值,，使出氣率限制在一定的容許值。
7)適應(yīng)全過程往極化脈沖充電放電往極化快速充電法
這種方法的特點(diǎn)是,，在充電全過程都適時(shí)加有往極化的放電脈沖，在放電脈沖后充電電流恢復(fù)之前,，均進(jìn)行往極化效果檢測(cè),，達(dá)到一定往極化效果再轉(zhuǎn)回充電，否則再次進(jìn)行往極化放電,，直達(dá)到往極化要求的效果才轉(zhuǎn)回充電,，這樣，可使往極措施適應(yīng)全過程,。這種方案能有效地將氣體析出量抑制在很小的數(shù)值內(nèi),。
3 蓄電池理想充電方法的探討
自從1859年出現(xiàn)蓄電池以來(lái)，經(jīng)過很多次的改進(jìn),，蓄電池已在很多部分中得到廣泛的應(yīng)用,。但由于人們對(duì)蓄電池充電制度熟悉的局限性，蓄電池充電一直沿襲舊的充電制度,，致使蓄電池充電時(shí)間長(zhǎng),。所以，蓄電池使用起來(lái)不方便,，不能適應(yīng)飛速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)的需要,。
我國(guó)常規(guī)充電制度，是在缺乏對(duì)于充電規(guī)律熟悉的情況下,，被迫采用的不公道的充電方法,。常規(guī)充電方法的缺點(diǎn)就是充電時(shí)間長(zhǎng),、效率低、出氣量大,、蓄電池的利用周轉(zhuǎn)率低,、充電治理制度繁雜等。這種充電制度的落后性與蓄電池應(yīng)用的廣泛性是存在著一定的矛盾的,。為此,，在充電領(lǐng)域內(nèi)，必須加強(qiáng)對(duì)充電規(guī)律的熟悉和研究,，逐步探討一套既快又好的充電制度,，以使蓄電池適應(yīng)于各部分經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要和國(guó)防建設(shè)的需要。
1)三階段充電法
目前的航空蓄電池充電均采用階段恒流充電法,。一般酸性航空蓄電池采用恒流兩階段充電法,。堿性航空蓄電池采用恒流兩階段充電法或恒流一階段充電法。但這種充電法在充電中間階段闊別了充電電流接受率曲線,，所以三階段充電法更好一點(diǎn),。
三階段充電法是兩階段等流充電法和恒定等壓充電法相結(jié)合的方式。充電開始和結(jié)束時(shí)采用恒定電流,，中間階段為恒定電壓充電,。蓄電池在充電初期用較大的電流，經(jīng)過一段時(shí)間改為恒定電壓充電,，當(dāng)電流衰減到預(yù)定值時(shí),，由第二階段轉(zhuǎn)到第三階段。采用三階段充電法的優(yōu)點(diǎn)是：避免了恒定電壓充電法開始充電電流過大,，而后期電流又過小的情況,，比二階段等流充電在中間階段更接近充電電流接受率曲線。這種充電法減少了充電出氣量,，充電又*,，延長(zhǎng)了蓄電池使用壽命。
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