1 铅酸蓄电池快速充电的技术指标
快速性评述铅酸蓄电池快速充电的重要技术指标是完成充电时 间。一般认为,充电时间在 5 h 内, 为快速充电;充电时间在 1 h 内,为高速充电;充电在 1 min 内, 为瞬息充电。高速充电和瞬 息充电适用于小容量蓄电池。 铅酸蓄电池一般只能采用快速 充电。
出气量和出气率
出气是蓄电池充电过程中化学反应程度的重要标志。 出 气量是指完成蓄电池完全充电的整个充电过程中,在 0. 1 MPa 下,正负极板析出气体的总和;出气率是指充电的某一阶段, 在 0. 1 MPa 下, 单位时间内正负极板析出的气体量。充电过程 中,出气将迫使电解液从极板孔隙内流出, 造成极板局部表面 缺乏电解液,影响蓄电池的化学反应 ,降低充电速度。出气率 过大时,产生的气体会猛烈地冲刷极板,使活性物质脱落,影响 蓄电池的容量和寿命。 充电后期, 出气是不可避免的, 但是为 了延长蓄电池的寿命,提高充电速度, 应尽量降低出气率。
温升
铅酸蓄电池快速充电时, 会产生较大的温升。高温充电 会缩短蓄电池的寿命。 充电过程中, 电化学极化、内阻和化学 反应的热力学过程是产生温升的主要原因。在快速充电中, 应 把温升控制在 45 ℃以内。 1. 4 寿命 快速充电由于充电电流大, 容易出现出气率大和温升高 的现象,影响蓄电池的寿命。快速充电时, 蓄电池能达到的充 放电循环次数,是衡量充电设备质量和充电制度的重要指标。 采用快速充电的铅酸蓄电池寿命一般比常规充电的铅酸蓄电 池寿命低。
2 铅酸蓄电池充电接受率特性及充电时间
铅酸蓄电池充电时电流接受率特性
要提高充电速度,必须提高充电电流。然而,给蓄电池充 电时, 并非在任何条件下对任何充电电流都能接受。研究表 明,如果蓄电池在充电过程中, 保持等量、微量地气体析出和稳 定的温升,则这个充电电流是一条指数曲线快速充电的一般方法
没有放电去极化措施的快速充电
恒定出气率充电法
恒定出气率充电法是利用气体传感器对析出气体的速率 进行检测, 进而对充电电流实施控制的方法。用这种方法充 电,开始时以大电流进行充电, 当充电达到某一状态, 蓄电池内 部产生的气体达到一定值时, 气体感测元件参数变化, 对充电 电路发出控制信号, 减小充电电流, 以保持恒定出气率。这种 方法不能用于密封或免维护蓄电池的充电。充电时间一般在 30 min内。
电量控制法
电量控制法是用检测充入蓄电池电量的多少, 来控制充电 电流的方法。充电接受特性曲线, 是出气率为 0 的理想曲线。 曲线下的面积是须要充进的电量。蓄电池在任一状态下所能 接受的充电电流值与所须要充进的电量成正比, 这是电量控制 法的基础。用这种方法充电,须要掌握充电过程的不同充电状 态,由此控制充电电流。
恒定电压充电法
恒定电压充电法是在确定并保持充电电压为某一恒定值 的情况下,进行快速充电的方法。用这种方法充电, 充电初期蓄电池电势较低,充电电流很大, 随着充电的进行, 电流逐渐减 小。为了减小充电设备的体积和成本, 一般要限制初始大电 流。另外, 还要考虑大电流充电时的内电阻压降以及极化电动 势。这种方法简单,控制系统容易实现。
无电阻恒定电压充电法
无电阻恒定电压充电法是暂时中断充电电流并在恢复充 电电流之前很快地测定出电压, 使其保持无电阻时恒压的方 法。恒定电压法在充电时所控制的电压值, 不仅包括蓄电池的 电动势, 而且还包括极柱、连接条、极板、隔板、电解液、接触电 阻以及极化现象引起的电压降。这些电压降对于不同结构型 式和同一结构型式不同使用期限的蓄电池都是不相同的,这就 会引起很大的误差,影响充电质量。为了避免蓄电池内阻压降 对充电的影响,可采用无电阻恒压法 。这种充电方法控制电压 选用无电阻压降的电压值。无电阻电压的测定是在暂时中断 充电电流并在其恢复之前很快地读出电压, 因为电化学反应速 度较慢,所以这是可能的。这种充电方法的好处是适用于不同 结构、不同使用年限和不同充电状态的蓄电池 。
脉冲充电放电去极化快速充电
脉冲充电放电去极化快速充电是在大电流充电的过程中 有短暂的放电,目的是去极化。 3. 2. 1 定电流定周期快速充电法 这种充电方法的特点是,以恒定电流和恒定周期的脉冲充 电电流对蓄电池充电,两个充电脉冲之间有一放电脉冲进行去 极化,以提高蓄电池的充电接受能力。在整个充电过程中, 充 电电流及其脉宽不受蓄电池充电状态的影响, 因此, 它是一种开环式脉冲充电。这种充电方法易使蓄电池充满, 但如果不增 加防止过充电的保护装置,容易造成过充电。
定电流定出气率快速充电法
这种充电方法的特点是, 在整个充电过程中, 充电电流脉 冲的幅值和蓄电池的出气率始终保持不变。充电初期, 充电电 流低于蓄电池的初始接受电流。充电过程中,充电电流将逐渐 超过蓄电池的可接受电流, 蓄电池将产生较多的气体, 出气率 显著增加。此时,气体检测元件能够及时发出控制信号, 迫使 蓄电池停止充电,进行短时间放电。这样蓄电池内部的极化作 用很快消失,出气率可以始终保持在较低的预定值内。
定电流定电压快速充电法
这种方法的特点是, 以恒定大电流充电, 当充到一定电压 (蓄电池的出气电压)时, 停止充电并进行放电, 然后再进行大 电流充电,依次充放电过程交替进行 。放电脉冲的频率随充入 电量的增加而增加, 充电脉冲的宽度随充入电量的增加而减 小。当充电量和放电量基本相等时, 表示蓄电池已基本充满, 立即结束充电。
定电压定频率快速充电法
这种方法的特点是, 充电脉冲的电压幅值保持恒定, 随着 充电的进行,蓄电池电动势逐渐上升, 充电电流幅值逐渐减小, 充电脉冲电流的频率恒定,在两个脉冲之间加有放电去极化脉 冲。