铅酸蓄电池脉冲充电技术研究.pdf

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1、Vol.30No.62010.6船电技术

2、化学电源铅酸蓄电池脉冲充电技术研究余峰张志华何俊（中国船舶重工集团公司712研究所，武汉430064）摘要:本文提出了一种脉冲充电机，结合马斯提出的蓄电池快速充电的基本规律，阐述了脉冲快速充电的基本原理，并以此展开了对脉冲充电技术的研究，得到了一种能缩短充电时间，提高充电效率的铅酸蓄电池脉冲充电方法。通过对比充电实验，证明了该方法的可行性。关键词:蓄电池脉冲充电中图分类号：TM912文献标识码：A文章编号：1003-4862(2010)04-0051-05ResearchontheImpulseChargerTechnologyforA

3、ccumulatorYuFeng,ZhangZhihua,HeJun(WuhanInstituteofMarineElectricPropulsion,CSIC,Wuhan430064,China)Abstract：BasedontheMas’sbasicruleoffastchargingforaccumulator,itproposesakindofimpulsecharger,andpresentsthegeneraltheoryoffastimpulsechargingandtheresearchontheimpulsechargingtechnology,whichs

4、hortenthechargingtimeandincreasethechargingefficiency.Throughthechargingcomparisonexperiment,itprovesthefeasibilityofthismethod.Keywords：accumulator;impulse;charger产生了极化现象。在蓄电池充电过程中，内部产1引言生氧气和氢气，当氧气不能被及时吸收时，便堆铅酸蓄电池由于其制造成本低、容量大，价积在正极板（正极板产生氧气），使电池内部压力格低廉而受到了广泛的使用。高效、可靠的蓄电加大，电池温度上升，同时缩小了正极板的面积

5、，池充电方法显得越来越重要。这极大地推动了智表现为内阻上升，出现所谓的极化现象。根据马能快速充电技术的发展。随着人们对快速充电理斯定律，我们可以知道在充电过程中，当充电电论的研究不断深入，电力电子技术应用的日益广流接近蓄电池固有的微量析气充电曲线时，适时泛，铅酸蓄电池快速充电技术也有了一定的发展。地对电池进行反向大电流瞬间放电（如图2），但离全面使用还有一定的距离。能够除去正极板上的气体，并使氧气在负极板上上世纪60年代中期，美国科学家马斯对开口被吸收，从而解决了电池在快速充电过程中的极蓄电池的充电过程作了大量的试验研究，并提出化问题。提高了充电效率和蓄电池的充电接受能了以最低

6、出气率为前提的，蓄电池可接受的充电力，从而大大提高充电速度，缩短充电时间。曲线，如图1所示。实验表明，如果充电电流按这条曲线变化，就可以大大缩短充电时间，并且对电池的容量和寿命也没有影响。原则上把这条曲线称为最佳充电曲线，从而奠定了快速充电方[1]法的研究方向。由图1可以看出：初始充电电流很大，但是衰减很快。主要原因是充电过程中收稿日期:2009-12-24作者简介：余峰(1978-),男,工程师,研究方向：电力图1蓄电池可接受充电电流曲线电子应用技术。51船电技术

7、化学电源Vol.30No.62010.6开展了对铅酸蓄电池脉冲充电方式的研究。经过大量的试验摸索，总结出了一种正

8、负脉冲充电方法，达到了缩短充电时间，提高充电效率的目的。2电路设计图2充放电脉冲我们通过设计DC200V/50A脉冲充电机，脉冲充电机的系统原理框图如图3所示。图3充电机系统原理框图该充电机采用全控电力电子元器件为控制核减小电池极化电阻，提高蓄电池化成充放电的效心，可实现正负脉冲间歇工作方式充放电，也可率。实现恒流充放电。脉冲充放电时，充电脉冲幅值、1）主电路设计时间，间歇时间均可设定。脉冲充电时，正脉冲脉冲充电机的主电路原理图如图4所示。充电产生的电池极化由放电负脉冲及时消除，可U1U2LTAL12C3C4C5RS:1RS:2R2R3R4+15V-15VC1U3R2U3AC3

9、80V+15VKM1TVC6C7C8R-15VR5R6R7X4图4充电机主电路原理图三相AC380V电源通过相控整流桥U1整流路具有IGBT过流过压保护功能。当检测到输入和LC滤波后得到直流电源。蓄电池充电时，通1端的电压为7V时，模块判定为电路短路，立过控制两个IGBT模块U2、U3的间歇导通和关断即通过光耦输出关断信号关断，从而使其5端输来控制充电和放电脉冲的幅值和时间。U2导通、出低电平将IGBT的GE两端置于负向偏置，可U3关断时，实现正脉冲恒流充电。U2关断、U3靠关断。延时2～3