蓄电池的充电技术.doc

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1、冷囲aK(XCA)05O52.1oOO■二二二二二二二二二■二二208806040200110X(％)»羽X裂曲（图5）电池宪全放电后的充电曲线（恒压2.30W单格，初始电流为0.2CA,25X?）0XL13完咀岖■S0.050允电电建100%000*50%DOOB充电时间（hour）40203他60402011(％«昌却祺•温度和放电电流对有效容展的影响2000806082011(％)a佈Bttc温度（°C）208806040201(％远0却帜0K15C0.1CQ(<«$**0*—Q0510152025充电时间(hour)•自放电参数特性12V—1514131?111208643

2、211$◎戡供啟•循环使用寿命曲线橢坏次数（次）•泻度对浮充寿命的影响0.520304050温度(°C)充电特性曲线（循环使用）@25©77咋40X80机M1(％)emtf炽200.15Cj：hfl6.0曲0」©0.05C?：0/1电范更直-———•9✓Z■.——*•//如1电量-—100%DODW■—50%DOD・"Tf/V/2/、亠K0510152025«5.5100充电时间（hour）12V0.2S-7.0151311充电特性曲线（浮充便用）@25©77咋15电屯电床0.15Ca13杲5.511100JC»0.0550充电电fit莎电*济—100%DODB—•50%DOD・

3、充电时间（hour）402000806040200111(％)M却丑炽蓄电池充电技术研究浙江大学电力电子技术国家专业实验室赵界波何湘宁（杭州310027）株洲科信电力电子制造有限公司丁劲松（株洲412000）1引言蓄电池具有电压稳定、供电可靠、移动方便等优点，它广泛地应用于发电厂、变电站、通信系统、电动汽车、航空航天等各个部门。蓄电池主要有普通铅酸蓄电池、碱性镉银蓄电池以及阀控式密封铅酸蓄电池三类。普通铅酸蓄电池山于具有使用寿命短、效率低、维护复杂、所产生的酸雾污染环境等问题，其使用范围很有限,目前己逐渐被阀控式密封铅酸蓄电池所淘汰。阀控式密封铅酸菁电池整体采用密封结构，不存在普通

4、铅酸菁电池的气涨、电解液渗漏等现象，使用安全可靠、寿命长，正常运行时无须对电解液进行检测和调酸加水，又称为免维护蓄电池。它已被广泛地应用到邮电通信、船舶交通、应急照明等许多领域。碱性镉银蓄电池的特点是体积小、放电倍率高、运行维护简单、寿命长，但山于它单体电压低、易漏电、造价高且容易对环境造成污染，因而其使用受到限制，冃前主要应用在电动工具及各种便携式电子装置上。普通铅酸蓄电池主要山极板组、电解液和电池槽等部分组成。正、负极板都山板栅和活性物质构成，其屮正极板上的活性物质是棕色的二氧化铅(PbO2),负极板上的活性物质为深灰色的海绵状纯铅(Pb)。电解液是用蒸饰水(H20)和纯硫酸(

5、H2SO4)按一定的比例配成的。在充电过程屮，电解液与正、负极板上的活性物质发生化学反应，从呦把电能变成化学能贮存起來：在放电过程屮，电解液也与正、负极板上的活性物质发生化学反应，把贮存在蓄电池内的化学能转换成电能供给负载。为了使化学反应能正常进行，电解液必须具有一定的浓度。电池槽是极板组和电解液的容器,它必须具有较好的耐酸性能、绝缘性能和较高的机械强度。在蓄电池正、负极板之间接入负载，便开始了蓄电池的放电过程。此时，正极板电位下降，负极板电位上升，正负极板匕的活性物质(PbO2和Pb)都不断地转变为硫酸铅(PbSO4),电解液中的硫酸逐渐转变为水，电解液比垂逐渐下降，从而使蓄电池

6、内阻増加、电动势降低。如果在菁电池的正、负极板之间接入输出电压比蓄电池端电压高的直流电源，箫电池的充电过程便开始了。此时，正极板电位因正电荷聚集而上升，负极板电位因负电荷聚集而下降，正极板上的PbS04逐渐变为PbO2,负极板上的PbS04逐渐变为海绵状Pb。同时，电解液中H2SO4合成逐渐增多，水分子逐渐减少，电解液比朿逐渐增加，蓄电池端电压也不断提高。2蓄电池快速充电技术常规充电的方法采用小电流慢充方式，对新的铅酸蓄电池初充电需70h以上，进行普通充电也需10h以上。充电时间太长，不但会拉长充电监测的时间、造成电能的浪费，还限制了蓄电池的循坏利用次数，并增加维护工作最。此外，对

7、于像电动汽车等要求蓄电池连续供电的场合，使用起來很不方便。而采用快速充电方法，町以缩短蓄电池的充电时间,提高充电效率,节约能源，并更好地满足工业应用的需要，具有靈大的现实意义。Mm图2脉冲快速充电曲线图3高频丿

8、：关充电电源方框图20世纪60年代中期，美国科学家马斯对蓄电池充电过程中的出气问题作了大議的试验研究工作，提出了以最低出气率为前提的箫电池可接受的充电电流Illi线,如图1所示［1］。从图中可以看出,在充电过程中,只要充电电流不超过箫电池可接受的电流，蓄电池内