蓄電池充電方法的分析和探討

    2)定電流定電壓快速充電法
    以恒定大電流充電，當充到蓄電池的出氣電壓時，停止充電并進行放電，然后進行大電流充電，充放電過程依次交替進行。放電脈沖的寬度隨充入電量增加，充電脈沖寬度隨充入電量增加而減小。當充電量和放電量基本相等時，表明蓄電池已基本充滿，立即結(jié)束充電。

    地方上已有這種充電設備，其工作過程是三相交流電源經(jīng)接觸器、變壓器及可控硅充電開關(guān)對蓄電池充電。待蓄電池電壓達到出氣點電壓時，經(jīng)過電壓傳感器檢測并發(fā)出信號。此信號使充、放電狀態(tài)控制器轉(zhuǎn)為停止充電狀態(tài)，并發(fā)出三個控制信號。第一個控制信號是關(guān)斷充電脈沖發(fā)生器的信號。第二控制信號是開始去極化信號，它經(jīng)過放電前停止充電延時電路延時(t1-t2)后，發(fā)出放電開始脈沖，打開放電開關(guān)，蓄電池開始向放電電阻放電并經(jīng)過放電延時電路延時(t2- t3)后，發(fā)出放電關(guān)脈沖，結(jié)束放電。依次重復進行充放電過程，直至充電結(jié)束。第三個控制信號送給開始放電計時器，使其從第一次去極化放電開始計時，到預定的時間后結(jié)束充電，自動關(guān)機。用這種方法充電，蓄電池的充電和放電電流波形如圖2所示。上述兩種方法是蓄電池充電方法的改進方向。我國采用的快速充電方案很多，性能差異很大。各種充電方法對蓄電池的壽命影響也大不相同。這兩種方法在理論上比較適合對蓄電池充電的要求。

2 蓄電池的快速充電方法
    1)定電流定周期快速充電法
    這種方法的特點是，以電流幅度恒定和周期恒定的脈沖充電電流對蓄電池充電，兩個充電脈沖之間有一放電脈沖進行去極化，以提高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充滿容量，但如果不增加防止過充電的保護裝置，容易造成強烈的過充電，影響蓄電池的使用壽命。在這種充電方法中，雖然整個充電過程均加有去極化措施，但是這種固定的去極化措施，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去極化快速充電法
    這種充電方法的特點是：在整個充電過程中，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，出氣率顯著增加。此時，氣體檢測元件能夠及時發(fā)出控制信號，迫使蓄電池停止充電，進行短時放電。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定值內(nèi)。目前，國外有這樣的方案。國內(nèi)因缺少氣體敏感元件， 對這種方法很少研究。
    3)定電流定電壓脈沖充電放電去極化快速充電法
    這種充電方法的特點是，以恒定大電流充電，待充到一定電壓(相當于蓄電池出氣點的電壓)時，停止充電并進行大電流(或小電流)放電去極化，然后再以恒定大電流充電，依此，充放電過程交替地進行。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。當充電量和放電量基本相等時，表示蓄電池已充滿電，立即結(jié)束充電。
    根據(jù)這種方法，國內(nèi)外都有多種方案來實現(xiàn)蓄電池快速充電。這種方法，充電初期無去極化措施。在加有去極化措施后充電脈沖寬度不斷減小，使得充電電流平均值下降較快，延長了充電時間。
    4)定電流提升電壓脈沖充電放電去極化快速充電法
    這種方法是定電流定電壓脈沖充電放電去極化快速充電方法的改進。它是以恒定電流(如IC)充電，當蓄電池電壓達到充電出氣點電壓后(單格電池電壓2． 35～2．5V)時，停止充電并進行放電(如放電電流2～3C，脈沖寬度為1ms)，然后再充電……。從加有放電去極化脈沖以后，用積分器件階梯形跟蹤調(diào)高充電控制電壓(提升出氣點電壓)，以加快充電速度和提高充滿程度。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去極化快速充電法
    這種方法的特點是，充電脈沖的電壓幅值保持恒定，隨著充電過程的進行，蓄電池電動勢逐漸上升，充電電流幅值逐漸減小，充電脈沖電流的頻率恒定，在兩個充電脈沖之間加有放電去極化脈沖。
    6)端電壓和充放電頻率選擇脈沖充電放電去極化快速充電法
    這種方法的特點是，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選的數(shù)值，使出氣率限制在一定的容許值。
    7)適應全過程去極化脈沖充電放電去極化快速充電法
    這種方法的特點是，在充電全過程都適時加有去極化的放電脈沖，在放電脈沖后充電電流恢復之前，均進行去極化效果檢測，達到一定去極化效果再轉(zhuǎn)回充電，否則再次進行去極化放電，直至達到去極化要求的效果才轉(zhuǎn)回充電，這樣，可使去極措施適應全過程。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，經(jīng)過許多次的改進，蓄電池已在許多部門中得到廣泛的應用。但由于人們對蓄電池充電制度認識的局限性，蓄電池充電一直沿襲舊的充電制度，致使蓄電池充電時間長。所以，蓄電池使用起來不方便，不能適應飛速發(fā)展的經(jīng)濟建設和國防建設的需要。
    我國常規(guī)充電制度，是在缺乏對于充電規(guī)律認識的情況下，被迫采用的不合理的充電方法。常規(guī)充電方法的缺點就是充電時間長、效率低、出氣量大、蓄電池的利用周轉(zhuǎn)率低、充電管理制度繁雜等。這種充電制度的落后性與蓄電池應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)，必須加強對充電規(guī)律的認識和研究，逐步探討一套既快又好的充電制度，以使蓄電池適應于各部門經(jīng)濟發(fā)展的需要和國防建設的需要。
    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遠離了充電電流接受率曲線，所以三階段充電法更好一點。
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)過一段時間改為恒定電壓充電，當電流衰減到預定值時，由第二階段轉(zhuǎn)到第三階段。采用三階段充電法的優(yōu)點是：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，充電又徹底，延長了蓄電池使用壽命。三階段充電法充電電流和充電電壓變化曲線如圖1所示。

    2)定電流定電壓快速充電法
    以恒定大電流充電，當充到蓄電池的出氣電壓時，停止充電并進行放電，然后進行大電流充電，充放電過程依次交替進行。放電脈沖的寬度隨充入電量增加，充電脈沖寬度隨充入電量增加而減小。當充電量和放電量基本相等時，表明蓄電池已基本充滿，立即結(jié)束充電。

    地方上已有這種充電設備，其工作過程是三相交流電源經(jīng)接觸器、變壓器及可控硅充電開關(guān)對蓄電池充電。待蓄電池電壓達到出氣點電壓時，經(jīng)過電壓傳感器檢測并發(fā)出信號。此信號使充、放電狀態(tài)控制器轉(zhuǎn)為停止充電狀態(tài)，并發(fā)出三個控制信號。第一個控制信號是關(guān)斷充電脈沖發(fā)生器的信號。第二控制信號是開始去極化信號，它經(jīng)過放電前停止充電延時電路延時(t1-t2)后，發(fā)出放電開始脈沖，打開放電開關(guān)，蓄電池開始向放電電阻放電并經(jīng)過放電延時電路延時(t2- t3)后，發(fā)出放電關(guān)脈沖，結(jié)束放電。依次重復進行充放電過程，直至充電結(jié)束。第三個控制信號送給開始放電計時器，使其從第一次去極化放電開始計時，到預定的時間后結(jié)束充電，自動關(guān)機。用這種方法充電，蓄電池的充電和放電電流波形如圖2所示。上述兩種方法是蓄電池充電方法的改進方向。我國采用的快速充電方案很多，性能差異很大。各種充電方法對蓄電池的壽命影響也大不相同。這兩種方法在理論上比較適合對蓄電池充電的要求。

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