蓄電池充電方法大全

鉛酸蓄電池的充電方法有:定壓充電、定流充電和脈沖快速充電三種。

1.定壓充電 定壓充電是指充電過(guò)程中充電電源電壓保持恒定的充電方法。在汽車(chē)上，蓄電池采用的就是這種充電方法。定壓充電的接線方法如圖1-12所示，充電特性曲線如圖1-13所示。 定壓充電時(shí)，根據(jù)Ic=(U-E)/R可知，隨著蓄電池電動(dòng)勢(shì)E的增加，充電電流Ic逐漸減小。如果充電電壓調(diào)節(jié)適當(dāng)，則在充滿(mǎn)電時(shí)充電電流為零，即充電完成。 定壓充電時(shí)，被充蓄電池與充電電源并聯(lián)連接，每條支路上單格電池的數(shù)目均應(yīng)相等，同時(shí)還要選擇合適的充電電壓。若充電電壓過(guò)高，將導(dǎo)致過(guò)充電，極板彎曲，活性物質(zhì)脫落，溫升過(guò)高;充電電壓過(guò)低，將導(dǎo)致蓄電池不能充足電。一般單格電池充電電壓選2.5V。 在定壓充電初期，充電電流較大，4～5h內(nèi)即可達(dá)到額定容量的90%～95%，因而充電時(shí)間較短，而且不需要照管和調(diào)整充電電流，適用于補(bǔ)充充電。由于充電電流不可調(diào)節(jié)，因此定壓充電不適用于初充電和去硫化充電。
2.定流充電 定流充電是指充電過(guò)程中充電電流保持恒定的充電方法，廣泛用于初充電、補(bǔ)充充電和去硫化充電等。定流充電的接線方法如圖1-14所示，充電特性曲線如圖1-15所示。 定流充電時(shí)，被充蓄電池采用串聯(lián)連接。每個(gè)單格電池充足電時(shí)需2.7V，故串聯(lián)的單格電池的數(shù)目=充電機(jī)的額定電壓/2.7(個(gè))。充電電流應(yīng)按小容量的蓄電池選擇，待其充足后應(yīng)及時(shí)摘出，再繼續(xù)給大容量電池充電。 為縮短充電時(shí)間，充電過(guò)程通常分為兩個(gè)階段，第一階段采用較大的充電電流，使蓄電池的容量得到迅速恢復(fù)。當(dāng)蓄電池電量基本充足，單格電池電壓達(dá)到2.4V，開(kāi)始電解水產(chǎn)生氣泡時(shí)，轉(zhuǎn)入第二階段，將充電電流減小一半，直到電解液密度和蓄電池端電壓達(dá)到最大值且在2～3h內(nèi)不再上升，蓄電池內(nèi)部劇烈冒出氣泡時(shí)為止。 3.脈沖快速充電 脈沖快速充電必須用脈沖快速充電機(jī)進(jìn)行，其充電電流波形如圖1-16所示。脈沖快速充電的過(guò)程是:先用額定容量的80%～100%的大電流進(jìn)行定流充電，使蓄電池在短時(shí)間內(nèi)充至額定容量的50%～60%。當(dāng)單格電池電壓升至2.4V，開(kāi)始冒氣泡時(shí)，由充電機(jī)的控制電路自動(dòng)控制，開(kāi)始脈沖快速充電，首先停止充電25ms(稱(chēng)為前停充)，接著放電或反向充電，使蓄電池反向通過(guò)一個(gè)較大的脈沖電流(脈沖深度一般為充電電流的1.5 ～3倍，脈沖寬度為150～1000μs)，然后再停止充電40ms(稱(chēng)為后停充)，以后的過(guò)程為正脈沖充電→前停充→負(fù)脈沖瞬間放電→后停充→正脈沖充電……此過(guò)程循環(huán)進(jìn)行，直至充足電。 脈沖快速充電的優(yōu)點(diǎn)是充電時(shí)間可大大縮短(新蓄電池充電需5h，補(bǔ)充充電需1h);缺點(diǎn)是對(duì)蓄電池的壽命有一定的影響，并且脈沖快速充電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴，適用于電池集中、充電頻繁、應(yīng)急要求的場(chǎng)合。
三、蓄電池充電的注意事項(xiàng)
1.嚴(yán)格遵守各種充電方法的充電規(guī)范。
2.充電過(guò)程中注意對(duì)各個(gè)單格電池電壓和電解液密度的測(cè)量，及時(shí)判斷其充電程度和技術(shù)狀況。
3.充電過(guò)程中注意各個(gè)單格電池的溫升，以防溫度過(guò)高影響蓄電池的性能，必要時(shí)可用風(fēng)冷或水冷的方法降溫。
4.初充電工作應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，不可長(zhǎng)時(shí)間間斷。
5.配制和加注電解液時(shí)，要嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程和器皿的使用規(guī)則。
6.充電時(shí)應(yīng)備好冷水和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的蘇打水或質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的氨水，用以處理濺出的電解液。
7.充電時(shí)打開(kāi)電池的加液孔蓋，使氫氣、氧氣順利逸出，以免發(fā)生事故。
8.充電場(chǎng)所應(yīng)裝有通風(fēng)設(shè)備，嚴(yán)禁用明火照明或取暖等。
9.充電時(shí)應(yīng)先接牢蓄電池連接線，停止充電時(shí)，應(yīng)先切斷充電電源;導(dǎo)線連接要可靠，嚴(yán)防火花產(chǎn)生。
四、給汽車(chē)蓄電池充電 在起動(dòng)前先檢查汽車(chē)蓄電池的外觀。蓄電池應(yīng)該完好無(wú)損，沒(méi)有裂紋，沒(méi)有明顯的蓄電池酸液泄露的痕跡。 電池的正負(fù)極端。正極端標(biāo)記為加號(hào)(+)，而負(fù)極端則標(biāo)記為減號(hào)(-)。 接觸汽車(chē)蓄電池之前要戴上護(hù)目鏡和橡膠手套。護(hù)目鏡和手套會(huì)保護(hù)你的眼睛和手，以防被蓄電池中濺出的濃酸侵蝕。 確保連接到汽車(chē)的跨接電纜是安全且防腐蝕的。 如果電池電纜被腐蝕，請(qǐng)盡可能使用硬毛刷來(lái)清理。 將電量充足的汽車(chē)停在需要充電的汽車(chē)旁，但是要確保兩輛車(chē)沒(méi)有接觸。理想的情況是兩輛車(chē)緊挨著同向停放，或者是將兩輛車(chē)的車(chē)頭相對(duì)著停放。 將正極跨線電纜的兩頭分別連接在兩輛車(chē)的蓄電池正極端處。如果沒(méi)有特別標(biāo)示出來(lái)，正極跨線電纜通常是紅色的。將正極跨線電纜的一端與無(wú)電蓄電池連接，而另一端則接在充滿(mǎn)電的蓄電池上。 將負(fù)極跨線電纜的一端與充滿(mǎn)電的蓄電池相連接。絕大多數(shù)情況下，負(fù)極跨線電纜是黑色的。 將負(fù)極跨線電纜的另一端接到汽車(chē)的接地金屬部件上。如此便可使電量耗盡的汽車(chē)起動(dòng)。你可以將接地電纜接到車(chē)架，底盤(pán)，或其他足夠干凈且無(wú)油漆未氧化的部件上。 起動(dòng)蓄電池正常的車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)。在起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的同時(shí)，車(chē)輛的充電系統(tǒng)便會(huì)開(kāi)始通過(guò)跨線電纜給無(wú)電蓄電池充電。 起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后至少充電5分鐘。這會(huì)使無(wú)電蓄電池開(kāi)始給自己充電，盡管這樣做會(huì)需要更長(zhǎng)的時(shí)間將蓄電池充滿(mǎn)。 嘗試起動(dòng)電量耗盡的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)。如果跨線電纜和正在充電的蓄電池有足夠的電量，汽車(chē)引擎就能輕松的起動(dòng)。 如果未能成功起動(dòng)，請(qǐng)?jiān)俳o該蓄電池充5分鐘電。 按與連接相反的順序，拆卸跨接電纜，以免產(chǎn)生火花或發(fā)生爆炸。如果你首先是將負(fù)極跨線電纜與無(wú)電蓄電池的負(fù)極端連接，那么，請(qǐng)?jiān)谧詈髮⑺鸪? 電量耗盡的汽車(chē)至少起動(dòng)5分鐘，以便發(fā)電機(jī)給蓄電池充電。 汽車(chē)起動(dòng)后至少行駛或者怠速20分鐘。有時(shí)，蓄電池可以在這段時(shí)間內(nèi)充滿(mǎn)電;而如果蓄電池充的電并不足以驅(qū)動(dòng)汽車(chē)，可能就需要更換新的蓄電池。 如果跨線電纜或相接觸，可能會(huì)融化電纜，損壞電池，甚至引起火災(zāi)。 充電過(guò)程中蓄電池可能會(huì)產(chǎn)生爆炸性氣體，如氫氣。 蓄電池充電器原理 蓄電池里面有大量的硫酸等可供電離的溶液，當(dāng)插上電源，電流就通過(guò)里面的鉛板(有些電池不是鉛)電離溶液，這樣就將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能;如果要使用，溶液就會(huì)轉(zhuǎn)化為電能通過(guò)電極輸送出去。這是原理上的描述，事實(shí)上，真實(shí)的情況十分復(fù)雜，可參考相關(guān)專(zhuān)業(yè)書(shū)籍。 充電方法制度 常規(guī)充電制度是依據(jù)1940年前國(guó)際公認(rèn)的經(jīng)驗(yàn)法則設(shè)計(jì)的。其中最著名的就是“安培小時(shí)規(guī)則”：充電電流安培數(shù)，不應(yīng)超過(guò)蓄電池待充電的安時(shí)數(shù)。實(shí)際上，常規(guī)充電的速度被蓄電池在充電過(guò)程中的溫升和氣體的產(chǎn)生所限制。這個(gè)現(xiàn)象對(duì)蓄電池充電所必須的最短時(shí)間具有重要意義。 恒流充電法 恒流充電法是用調(diào)整充電裝置輸出電壓或改變與蓄電池串聯(lián)電阻的方法，保持充電電流強(qiáng)度不變的充電方法?？刂品椒ê?jiǎn)單，但由于電池的可接受電流能力是隨著充電過(guò)程的進(jìn)行而逐漸下降的，到充電后期，充電電流多用于電解水，產(chǎn)生氣體，使出氣過(guò)甚，因此，常選用階段充電法。 恒壓充電法 充電電源的電壓在全部充電時(shí)間里保持恒定的數(shù)值，隨著蓄電池端電壓的逐漸升高，電流逐漸減少。與恒流充電法相比，其充電過(guò)程更接近于最佳充電曲線。用恒定電壓快速充電，由于充電初期蓄電池電動(dòng)勢(shì)較低，充電電流很大，隨著充電的進(jìn)行，電流將逐漸減少，因此，只需簡(jiǎn)易控制系統(tǒng)。 這種充電方法電解水很少，避免了蓄電池過(guò)充。但在充電初期電流過(guò)大，對(duì)蓄電池壽命造成很大影響，且容易使蓄電池極板彎曲，造成電池報(bào)廢。鑒于這種缺點(diǎn)，恒壓充電很少使用，只有在充電電源電壓低而電流大時(shí)采用。例如，汽車(chē)運(yùn)行過(guò)程中，蓄電池就是以恒壓充電法充電的。
階段充電法 此方法包括二階段充電法和三階段充電法
 ①二階段法采用恒電流和恒電壓相結(jié)合的快速充電方法，首先，以恒電流充電至預(yù)定的電壓值，然后，改為恒電壓完成剩余的充電。一般兩階段之間的轉(zhuǎn)換電壓就是第二階段的恒電壓。
②三階段充電法在充電開(kāi)始和結(jié)束時(shí)采用恒電流充電，中間用恒電壓充電。當(dāng)電流衰減到預(yù)定值時(shí)，由第二階段轉(zhuǎn)換到第三階段。這種方法可以將出氣量減到最少，但作為一種快速充電方法使用，受到一定的限制。
快速充電法
 ①脈沖式充電法，這種充電法不僅遵循蓄電池固有的充電接受率，而且能夠提高蓄電池充電接受率，從而打破了蓄電池指數(shù)充電接受曲線的限制，這也是蓄電池充電理論的新發(fā)展。脈沖充電方式首先是用脈沖電流對(duì)電池充電，然后讓電池停充一段時(shí)間，如此循環(huán)，如圖5所示。充電脈沖使蓄電池充滿(mǎn)電量，而間歇期使蓄電池經(jīng)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣和氫氣有時(shí)間重新化合而被吸收掉，使?jié)獠顦O化和歐姆極化自然而然地得到消除，從而減輕了蓄電池的內(nèi)壓，使下一輪的恒流充電能夠更加順利地進(jìn)行，使蓄電池可以吸收更多的電量。間歇脈沖使蓄電池有較充分的反應(yīng)時(shí)間，減少了析氣量，提高了蓄電池的充電電流接受率。
②2REFLEXTM快速充電法，這種技術(shù)是美國(guó)的一項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)，它主要面對(duì)的充電對(duì)象是鎳鎘電池。由于它采用了新型的充電方法，解決了鎳鎘電池的記憶效應(yīng)，因此，大大降低了蓄電池的快速充電的時(shí)間。鉛酸蓄電池的充電方法和對(duì)充電狀態(tài)的檢測(cè)方法與鎳鎘電池有很大的不同，但它們之間可以相互借REFLEXTM充電法的一個(gè)工作周期包括正向充電脈沖，反向瞬間放電脈沖，停充維持3個(gè)階段。
③變電流間歇充電法，這種充電方法建立在恒流充電和脈沖充電的基礎(chǔ)上，如圖7所示。其特點(diǎn)是將恒流充電段改為限壓變電流間歇充電段。充電前期的各段采用變電流間歇充電的方法，保證加大充電電流，獲得絕大部分充電量。充電后期采用定電壓充電段，獲得過(guò)充電量，將電池恢復(fù)至完全充電態(tài)。通過(guò)間歇停充，使蓄電池經(jīng)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣和氫氣有時(shí)間重新化合而被吸收掉，使?jié)獠顦O化和歐姆極化自然而然地得到消除，從而減輕了蓄電池的內(nèi)壓，使下一輪的恒流充電能夠更加順利地進(jìn)行，使蓄電池可以吸收更多的電量。
④變電壓間歇充電法，在變電流間歇充電法的基礎(chǔ)上又有人提出了變電壓間歇充電法，如圖8所示。與變電流間歇充電方法不同之處在于第一階段的不是間歇恒流，而是間歇恒壓。在每個(gè)恒電壓充電階段，由于是恒壓充電，充電電流自然按照指數(shù)規(guī)律下降，符合電池電流可接受率隨著充電的進(jìn)行逐漸下降的特點(diǎn)。
⑤變電壓變電流波浪式間歇正負(fù)零脈沖快速充電法，合脈沖充電法、ReflexTM快速充電法、變電流間歇充電法及變電壓間歇充電法的優(yōu)點(diǎn)，變電壓變電流波浪式正負(fù)零脈沖間歇快速充電法得到發(fā)展應(yīng)用。
脈沖充電法充電電路的控制一般有兩種：
1)脈沖電流的幅值可變.
2)脈沖電流幅值固定不變. 脈沖電流幅值和PWM信號(hào)的頻率均固定，PWM占空比可調(diào)，在此基礎(chǔ)上加入間歇停充階段，能夠在較短的時(shí)間內(nèi)充進(jìn)更多的電量，提高蓄電池的充電接受能力。