專利名稱：一種帶壓控脈沖的分級恒流充電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分級恒流充電方法，尤其是涉及一種帶壓控脈沖的分級恒流充電方法。
背景技術(shù)：
數(shù)千安時以上大容量鉛酸蓄電池多年來一直沿用分級恒流充電方式，即逐級降低充電電流，整個充電過程根據(jù)電池型號通常分為5 7級，末級電流一般設(shè)置為第一級電流的10%左右，轉(zhuǎn)級控制的判據(jù)為蓄電池電壓升至析氣點。這種傳統(tǒng)分級恒流充電方式在實用中存在一個現(xiàn)象由于極化累積效應(yīng)，每次轉(zhuǎn)級(降低充電電流)后蓄電池電壓很快又重新升至析氣點而再次轉(zhuǎn)級，致使第一級充電結(jié)束后在幾分鐘、甚至幾十秒時間內(nèi)就轉(zhuǎn)入末級充電階段。該現(xiàn)象導(dǎo)致的結(jié)果是整個充電過程時間長、末級充電階段電池電壓長時間高于析氣點而產(chǎn)生劇烈氣體析出、充入的電能大部分損耗于溶液的電解水反應(yīng)而非提高溶液 密度/電池蓄能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問題；提供了一種在第一級恒流充電電流值相同條件下、本方法使大容量鉛酸蓄電池的充電時間至少縮短35%以上的一種帶壓控脈沖的分級恒流充電方法。本發(fā)明還有一目的是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問題；提供了一種使大容量鉛酸蓄電池在整個充電過程中的端電壓(脈動電壓平均值)始終未超過析氣點電壓、電池析氣量明顯大幅降低的一種帶壓控脈沖的分級恒流充電方法。本發(fā)明再有一目的是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問題；提供了一種使大容量鉛酸蓄電池在各階段脈沖充放電過程中的端電壓電壓平均值被恒定控制在微量析氣點，充電脈沖逐漸變窄、放電脈沖逐漸變寬，電流平均值緩慢下降，其規(guī)律與鉛酸蓄電池最佳充電特性(馬斯曲線)相吻合的一種帶壓控脈沖的分級恒流充電方法。本發(fā)明最后還有一目的是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問題；提供了一種不會在現(xiàn)有的大功率充電設(shè)備制造水平上增加工藝難度的一種帶壓控脈沖的分級恒流充電方法。本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的
一種帶壓控脈沖的分級恒流充電方法，針對大容量鉛酸蓄電池的充電，其特征在于，在每級恒流充電階段附加一段具有去極化作用的脈沖充放電過程。在上述的一種帶壓控脈沖的分級恒流充電方法，所述的每級恒流充電階段包括恒流充電和脈沖充放電過程，其中脈沖過程的充電電流幅值與本階段的恒流值相同、放電電流幅值各階段統(tǒng)一取值為第一階段恒流值的O. 5 1%。在上述的一種帶壓控脈沖的分級恒流充電方法，整個充電過程分為η級階段，每個階段的充放電過程如下
第一階段恒流充電電流I1值按電池電極端子及其連接電纜額定電流設(shè)置，第2、3 ···!!階段的恒流充電電流12、I3 · · · In分別取值為I1的1/2、1/3· · ·1/η;各階段充放電脈沖過程的充電電流取值分別與本階段恒流充電的電流值相同，即Ip 12、I3 · · · In ;各階段充放電脈沖過程的放電電流各階段統(tǒng)一采用相同小電流，取值If= (0.0051.01)1。在上述的一種帶壓控脈沖的分級恒流充電方法，第I階段恒流I1充電過程持續(xù)到電池電壓升至析氣點Vr，爾后進入電壓控制的If至I1至If至I1至…脈沖充放電過程，其中充、放電脈沖轉(zhuǎn)換的控制電壓分別為(O. 95、. 98) Vr和Vr ;第2階段的I2恒流充電和If至I2至If至I2至…脈沖充放電兩個過程的過程控制與第一階段相同，充放電脈沖轉(zhuǎn)換控制電壓也相同;第3階段的I3恒流充電和If至I3至If至I3至脈沖充放電兩個過程過程控制與第二階段相同，充放電脈沖轉(zhuǎn)換控制電壓也相同；最后第η階段的In恒流充電和If - In-In-In-脈沖充放電兩個過程過程控制亦與第一階段相同，但充、放電脈沖轉(zhuǎn)換控制電壓改為(O. 95 O. 98) Vr 和(I. 02 I. 04) Vr。 在上述的一種帶壓控脈沖的分級恒流充電方法，第I階段向第2階段轉(zhuǎn)級根據(jù)第I階段脈沖過程中一個充放電周期的充電量W1作為判據(jù)，設(shè)一個充放電脈沖周期中t。表示I1充電時間、tf表示If放電時間，則W1=I1Xtc-IfXtfJW^ ε I時轉(zhuǎn)級，轉(zhuǎn)級閥值ει取(O. 5^0. 9) I1安 秒；第2階段向第3階段轉(zhuǎn)級控制方法相同，轉(zhuǎn)級閥值ε 2取(O. 5^0. 9) I2安 秒；…；第η-2階段向第η-I階段轉(zhuǎn)級控制方法相同，轉(zhuǎn)級閥值ε η_2取(O. 5^0. 9) Ιη_2安·秒；直至第η-I階段向第η階段時，控制方法相同，只是轉(zhuǎn)級閥值ε 取(O. 05、. 15)In-I安 秒。因此，本發(fā)明具有如下優(yōu)點1.在第一級恒流充電電流值相同條件下，本方法使大容量鉛酸蓄電池的充電時間至少縮短35%以上；2.使大容量鉛酸蓄電池在整個充電過程中的端電壓(脈動電壓平均值)始終未超過析氣點電壓，電池析氣量明顯大幅降低；3.使大容量鉛酸蓄電池在各階段脈沖充放電過程中的端電壓電壓平均值被恒定控制在微量析氣點，充電脈沖逐漸變窄、放電脈沖逐漸變寬，電流平均值緩慢下降，其規(guī)律與鉛酸蓄電池最佳充電特性(馬斯曲線)相吻合；4.在附加的脈沖充放電方式中，脈沖電流幅值并未大于傳統(tǒng)恒流充電方式且通過正、負電流脈沖轉(zhuǎn)換的控制電壓設(shè)置可使脈沖頻率很低(最高頻率可不超過O. Γ0. 5Hz)，因此不會在現(xiàn)有的大功率充電設(shè)備制造水平上增加工藝難度，易于本發(fā)明所述方法轉(zhuǎn)化為實用充電設(shè)備產(chǎn)品。


附圖I是本發(fā)明的一種原理示意圖。附圖2是本發(fā)明實施例的一種原理示意圖。
具體實施例方式下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體的說明。實施例
如附圖I所示，充電分為三個階段，每個階段又分為恒流充電和脈沖充放電兩個過程第I階段恒流充電電流I1值按電池電極端子及其連接電纜額定電流設(shè)置，第2、3階段的恒流充電電流12、I3分別取值為I1的1/2和1/3 ;各階段充放電脈沖過程的充電電流取值分別與本階段恒流充電的電流值相同，即I1U2和I3 ;各階段充放電脈沖過程的放電電流各階段統(tǒng)一采用相同小電流，取值If= 0.0061。上述三階段的充電過程控制方法第I階段恒流I1充電過程持續(xù)到電池電壓升至析氣點Vr，爾后進入電壓控制的If至I1至If至I1至…脈沖充放電過程，其中充、放電脈沖轉(zhuǎn)換的控制電壓分別為O. 975Vr和Vr ;第2階段的I2恒流充電和If至I2至If至I2至…脈沖充放電兩個過程的過程控制與第一階段相同，充、放電脈沖轉(zhuǎn)換控制電壓也相同；第3階段的I3恒流充電和If至I3至If至I3至…脈沖充放電兩個過程的過程控制與第二階段相同，但充、放電脈沖轉(zhuǎn)換控制電壓改為O. 975Vr和I. 025Vr。上述三階段的轉(zhuǎn)級控制方法第I階段向第2階段轉(zhuǎn)級根據(jù)第I階段脈沖過程中一個充放電周期的充電量W1作為判據(jù),設(shè)一個充放電脈沖周期中t。表不I1充電時間、1^表示If放電時間，則W1=I1Xtc-IfXtf,當Wi〈 E1時轉(zhuǎn)級，轉(zhuǎn)級閥值ε I取O. 831!安 秒；第2階段向第3階段轉(zhuǎn)級控制方法相同，只是轉(zhuǎn)級閥值ε 2取O. 0612安·秒。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng) 域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
權(quán)利要求
1.一種帶壓控脈沖的分級恒流充電方法，針對大容量鉛酸蓄電池的充電，其特征在于，在每級恒流充電階段附加一段具有去極化作用的脈沖充放電過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種帶壓控脈沖的分級恒流充電方法，其特征在于，所述的每級恒流充電階段包括恒流充電和脈沖充放電過程，其中脈沖過程的充電電流幅值與本階段的恒流值相同、放電電流幅值各階段統(tǒng)一取值為第一階段恒流值的O. 5 1%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種帶壓控脈沖的分級恒流充電方法，其特征在于，整個充電過程分為η級階段，每個階段的充放電過程如下 第一階段恒流充電電流I1值按電池電極端子及其連接電纜額定電流設(shè)置，第2、3 ···!!階段的恒流充電電流12、I3 · · · In分別取值為I1的1/2、1/3· · ·1/η;各階段充放電脈沖過程的充電電流取值分別與本階段恒流充電的電流值相同，即Ip 12、I3 · · · In ;各階段充放電脈沖過程的放電電流各階段統(tǒng)一采用相同小電流，取值If= (0.0051.01)1。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種帶壓控脈沖的分級恒流充電方法，其特征在于，第I階段恒流I1充電過程持續(xù)到電池電壓升至析氣點Vr，爾后進入電壓控制的If至I1至If至I1至…脈沖充放電過程，其中充、放電脈沖轉(zhuǎn)換的控制電壓分別為(O. 95、. 98) Vr和Vr ;第2階段的I2恒流充電和If至I2至If至I2至…脈沖充放電兩個過程過程控制與第一階段相同，充放電脈沖轉(zhuǎn)換控制電壓也相同；第3階段的I3恒流充電和If至I3至If至I3至…脈沖充放電兩個過程過程控制與第二階段相同，充放電脈沖轉(zhuǎn)換控制電壓也相同；第η階段的In恒流充電和If- In-In-In-脈沖充放電兩個過程過程控制亦與第一階段相同，但充、放電脈沖轉(zhuǎn)換控制電壓改為(O. 95、. 98) Vr和(I. 02 I. 04) Vr。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種帶壓控脈沖的分級恒流充電方法，其特征在于，第I階段向第2階段轉(zhuǎn)級根據(jù)第I階段脈沖過程中一個充放電周期的充電量W1作為判據(jù)，設(shè)一個充放電脈沖周期中t。表示Ii充電時間、tf表示If放電時間，則W1=Ii X te-If X tf，當E1時轉(zhuǎn)級，轉(zhuǎn)級閥值ε i取(O. 5^0. 9) I1安 秒；第2階段向第3階段轉(zhuǎn)級控制方法相同，轉(zhuǎn)級閥值ε 2取(O. 5^0. 9) I2安·秒；…；第η-2階段向第η_1階段轉(zhuǎn)級控制方法相同，轉(zhuǎn)級閥值ε n_2m(0. 5^0. 9) In_2安·秒；直至第η-I階段向第η階段時，控制方法相同，只是轉(zhuǎn)級閥值 Slri 取(O. 05 O. 15) Ilri 安·秒。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶壓控脈沖的分級恒流充電方法。即在每級恒流充電階段當蓄電池電壓升至析氣點時附加一段具有去極化作用的脈沖充放電過程。其中脈沖充放電過程的充電電流幅值等于本級恒流幅值、放電電流幅值取值為第一級恒流幅值的0.5～1%；而脈沖充放電過程中蓄電池的脈動電壓平均值被固定控制于略低于析氣點。本發(fā)明所提供的方法與大容量鉛酸蓄電池目前使用的傳統(tǒng)分級恒流充電方法相比，具有充電時間短、充電效率高、電池析氣量少、對電池損傷小等特點。
文檔編號H01M10/44GK102945987SQ20121048756
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者邢劍, 錢珞江, 王云鶴, 鄒永鑄, 張海艷, 任思敏 申請人:中國船舶重工集團公司第七一〇研究所, 錢珞江