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程中充電電源電壓保持恒定的充電方法。在汽車上,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,根據(jù)Ic=(U-E)/R可知,隨著蓄電池電動勢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),則在充滿電時充電電流為零,即充電完成。
定壓充電時,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,同時還要選擇合適的充電電壓。若充電電壓過高,將導(dǎo)致過充電,極板彎曲,活性物質(zhì)脫落,溫升過高;充電電壓過低,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,被充蓄電池采用串聯(lián)連接。每個單格電池充足電時需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)。充電電流應(yīng)按小容量的蓄電池選擇,待其充足后應(yīng)及時摘出,再繼續(xù)給大容量電池充電。
為縮短充電時間,充電過程通常分為兩個階段,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,開始電解水產(chǎn)生氣泡時,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,開始冒氣泡時,由充電機(jī)的控制電路自動控制,開始脈沖快速充電,首先停止充電25ms(稱為前停充),接著放電或反向充電,使蓄電池反向通過一個較大的脈沖電流(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(稱為后停充),以后的過程為正脈沖充電→前停充→負(fù)脈沖瞬間放電→后停充→正脈沖充電……此過程循環(huán)進(jìn)行,直至充足電。
脈沖快速充電的優(yōu)點是充電時間可大大縮短(新蓄電池充電需5h,補(bǔ)充充電需1h);缺點是對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、價格昂貴,適用于電池集中、充電頻繁、應(yīng)急要求的場合。
三、蓄電池充電的注意事項
1.嚴(yán)格遵守各種充電方法的充電規(guī)范。
2.充電過程中注意對各個單格電池電壓和電解液密度的測量,及時判斷其充電程度和技術(shù)狀況。
3.充電過程中注意各個單格電池的溫升,以防溫度過高影響蓄電池的性能,必要時可用風(fēng)冷或水冷的方法降溫。
4.初充電工作應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,不可長時間間斷。
5.配制和加注電解液時,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.充電時打開電池的加液孔蓋,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.充電時應(yīng)先接牢蓄電池連接線,停止充電時,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、給汽車蓄電池充電
在起動前先檢查汽車蓄電池的外觀。蓄電池應(yīng)該完好無損,沒有裂紋,沒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(+),而負(fù)極端則標(biāo)記為減號(-)。
接觸汽車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。
確保連接到汽車的跨接電纜是安全且防腐蝕的。
如果電池電纜被腐蝕,請盡可能使用硬毛刷來清理。
將電量充足的汽車停在需要充電的汽車旁,但是要確保兩輛車沒有接觸。理想的情況是兩輛車緊挨著同向停放,或者是將兩輛車的車頭相對著停放。
將正極跨線電纜的兩頭分別連接在兩輛車的蓄電池正極端處。如果沒有特別標(biāo)示出來,正極跨線電纜通常是紅色的。將正極跨線電纜的一端與無電蓄電池連接,而另一端則接在充滿電的蓄電池上。
將負(fù)極跨線電纜的一端與充滿電的蓄電池相連接。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的接地金屬部件上。如此便可使電量耗盡的汽車起動。你可以將接地電纜接到車架,底盤,或其他足夠干凈且無油漆未氧化的部件上。
起動蓄電池正常的車輛發(fā)動機(jī)。在起動發(fā)動機(jī)的同時,車輛的充電系統(tǒng)便會開始通過跨線電纜給無電蓄電池充電。
起動發(fā)動機(jī)后至少充電5分鐘。這會使無電蓄電池開始給自己充電,盡管這樣做會需要更長的時間將蓄電池充滿。
嘗試起動電量耗盡的汽車發(fā)動機(jī)。如果跨線電纜和正在充電的蓄電池有足夠的電量,汽車引擎就能輕松的起動。
如果未能成功起動,請再給該蓄電池充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)極跨線電纜與無電蓄電池的負(fù)極端連接,那么,請在最后將它拆除。
電量耗盡的汽車至少起動5分鐘,以便發(fā)電機(jī)給蓄電池充電。
汽車起動后至少行駛或者怠速20分鐘。有時,蓄電池可以在這段時間內(nèi)充滿電;而如果蓄電池充的電并不足以驅(qū)動汽車,可能就需要更換新的蓄電池。
如果跨線電纜或相接觸,可能會融化電纜,損壞電池,甚至引起火災(zāi)。 充電過程中蓄電池可能會產(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,溶液就會轉(zhuǎn)化為電能通過電極輸送出去。這是原理上的描述,事實上,真實的情況十分復(fù)雜,可參考相關(guān)專業(yè)書籍。
充電方法制度
常規(guī)充電制度是依據(jù)1940年前國際公認(rèn)的經(jīng)驗法則設(shè)計的。其中最著名的就是“安培小時規(guī)則”:充電電流安培數(shù),不應(yīng)超過蓄電池待充電的安時數(shù)。實際上,常規(guī)充電的速度被蓄電池在充電過程中的溫升和氣體的產(chǎn)生所限制。這個現(xiàn)象對蓄電池充電所必須的最短時間具有重要意義。
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唵?,但由于電池的可接受電流能力是隨著充電過程的進(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勢較低,充電電流很大,隨著充電的進(jìn)行,電流將逐漸減少,因此,只需簡易控制系統(tǒng)。
這種充電方法電解水很少,避免了蓄電池過充。但在充電初期電流過大,對蓄電池壽命造成很大影響,且容易使蓄電池極板彎曲,造成電池報廢。鑒于這種缺點,恒壓充電很少使用,只有在充電電源電壓低而電流大時采用。例如,汽車運行過程中,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始和結(jié)束時采用恒電流充電,中間用恒電壓充電。當(dāng)電流衰減到預(yù)定值時,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電池充電,然后讓電池停充一段時間,如此循環(huán),如圖5所示。充電脈沖使蓄電池充滿電量,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)是美國的一項專利技術(shù),它主要面對的充電對象是鎳鎘電池。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間。鉛酸蓄電池的充電方法和對充電狀態(tài)的檢測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,獲得過充電量,將電池恢復(fù)至完全充電態(tài)。通過間歇停充,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。
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,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,能夠在較短的時間內(nèi)充進(jìn)更多的電量,提高蓄電池的充電接受能力。