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蓄电池充电方式分析
来源: | 作者: | 发布时间:2015-5-30 11:32:32  【 】
蓄电池充电方式分析 作者:贾鹏超,韩国伟,黄微超  上传时间:2014-12-3 14:02:27 摘要:随着现代科技的发展,电池的种类越来越变的丰富。而且电池离我们的日常生活越来越近,如何才能更好的、更科学的用好身边的电池这个问题,正摆在我们的面前。只有了解电池的特性、充电方法,这样才能把电池用好、维护好,才能使其为我们发挥更高的效率、避免资源的浪费,使我们身边的环境变的更加美好。 叙词:蓄电池 充电方式 分析 环境 Abstract:With the development of modern technology, the sort of battery has become richer and richer. As it becomes closer to our daily life, how to use it better and more scientifically has been an urgent problem for us. Only when we know its characteristics and charging method can we use and maintain it properly. And its working efficiency will be improved as well, avoiding waste of resources, leading to better environment. Keyword:Storage battery, Charging method, Analysis, Environment 1引言 随着电池应用领域的拓展,它与我们的生活更密切。所以要想更好的、合理的用好市场上种类繁多的电池,就需要我们去了解不同种类电池之间的不同特点及特性,辨别它们之间自身的差异,这样才能提升使用电池的能力。可是,仅了解电池的特性后,不能就说可以用好电池。因为研究发现:电池充电过程对电池寿命影响最大,放电过程的影响较少。也就是说,绝大多数的蓄电池不是用坏的,而是“充坏”的。所以,懂得电池不同特性还不够,还要我们去了解更多的有关电池的充电知识。不同的电池,在电量不足的时候,如何通过正确地、科学的充电去灵活维护好电池性能,这样才能更科学的用好电池,使电池用得持久、用得安全、用的放心,才能避免资源的浪费、成本的增加,还能保护我们的环境资源的消耗。 所以,了解电池自身的构造原理、特性,熟悉电池的不同充电方式,是灵活用好电池的基础,是在使用电池前所必需去学习、了解的知识。 2 电池种类 2.1铅酸蓄电池 铅酸蓄电池是一种老式电池,成本最低,适用温度范围广,可再充电使用,电压平台稳定,电池的单体开路电压为2V,通常都串联成电池组使用。是应用最广泛的二次电池,如:汽车等车辆启动,通讯、电力系统的备用电池,太阳能、风能储能电池,电动汽车电池。小型电池用于应急照明、野外系统。废旧电池可以回收利用,原材料可循环使用。废旧电池如妥善回收、处理,不会对环境产生危害。它可以提供大电流的放电,但寿命比其它电池都短、且重量大。 2.2镍镉电池 这种电池是早期开发的可充电池,可靠性高,循环寿命好,容量小体积大,成本较高,记忆效应严重,使用中常会因为记忆效应出现容量严重下降的假性损坏。充电最高电压为1.75V-1.8V,最低放电电压为1.0V。主要应用于电动工具等。由于镉金属剧毒,对环境、生产工人的身体产生严重危害,该系列电池已基本禁用。 2.3镍氢电池 镍氢电池是在镍镉电池基础上开发的环保绿色产品,其特点是容量比镍镉电池大,循环寿命长(理论寿命为1000次左右),记忆效应很小,放电平稳。基本应用于电动工具等,近年来在混合动力汽车上使用。缺点是成本高,低温性能差,如冬季在室外使用则容量大大降低,限制了应用范围。对放电和充电要求严格,过充和过放都会严重损坏电池,最高充电电压限制在1.0V。充电前期采用大电流恒流充电,后期采用小电流恒压充电,特别是充电的后期,如果采用大电流充电,电池就会严重发热,发热严重的电池还可能发生爆炸。 2.4锂电池 锂电池的优点是容量大,体积和重量小,单体电压高(单体电压为3.6V),放电平稳,没有记忆效应,循环寿命约为500次左右,绿色环保,是二次电池中的高端产品。广泛使用于移动电话、数码产品、笔记本电脑、航模等。其缺点是造价高、对充电和放电要求特别严格,过充电和过放电都会严重损坏电池,特别是过充会造成电池爆炸,所以所有锂电池都无一例外的有充放电保护电路。 单体锂电池的充电最高电压限制在4.2V,最低放电电压限制在2.5V,为了进行快速充电,充电前期采用大电流恒流充电,后期采用小电流恒流充电。 3充电方式 3.1常规充电法 常规充电制是依据1940年前国际公认的经验法则设计的。其中最著名的就是“安培小时规则”:充电电流A数,不应超过蓄电池待充电的Ah数。实际上,常规充电的速度被蓄电池在充电过程中的温升和气体的产生所限制。这个现象对蓄电池充电所必须的最短时间具有重要意义。首先,它可以指导我们开展电池检测工作;其次,它让我们更加关注测试中出现的现象,对电池的性能有更进一步认识,为今后工作添加新的方式和方法。 一般来说,常规充电有以下3种方法。 3.1.1恒流充电法 恒流充电法,是用调整充电装置输出电压或改变与蓄电池串联电阻的方法,保持充电电流强度不变的充电方法。控制方法简单,但由于电池的可接受电流能力随着充电过程的进行而逐渐下降,到充电后期,充电电流多用于电解水,产生气体,使出气过量及温度过高,最好不要单独采取这种恒流充电方法充电,常选用阶段充电法。 3.1.2阶段充电法 此方法包括二阶段充电法和三阶段充电法。 ① 二阶段充电法,是采用恒电流、恒电压相结合的快速充电方法。首先,以恒电流充电至预定的电压值;然后,改为恒电压完成剩余的电池容量的充电。一般两阶段之间的转换电压就是第二阶段的恒电压。采取二阶段充电方法充电可基本使电池达到充电要求。 ② 三阶段充电法,是在充电开始和结束时采用恒电流充电,中间用恒电压充电。当电流衰减到预定值时,由第二阶段转换到第三阶段。这种方法可以将出气量减到最少,但作为一种快速充电方法使用,受到一定的限制。 本公司对铅酸电池采用智能三阶段充电,开始采取恒流充电,中间采取恒压充电,到后期电流衰减到一定值后,转为浮充状态避免对电池造成过充。 3.1.3恒压充电法 充电电源的电压在全部充电时间里保持恒定的数值,随着蓄电池端电压的逐渐升高,电流逐渐减少。与恒流充电法相比,其充电过程更接近于最佳充电曲线。用恒定电压快速充电,由于充电初期蓄电池电动势较低,充电电流很大,随着充电的进行,电流将逐渐减少,因此,只需简易控制系统。 这种充电方法电解水很少,避免了蓄电池过充。但在充电初期电流过大,对蓄电池寿命造成很大影响,且容易使蓄电池极板弯曲,造成电池报废。 鉴于这种缺点,对电池单独采取恒压充电的很少使用,只有在充电电源电压低而电流大时采用。例如,汽车运行过程中,蓄电池就是以恒压充电法充电的。