蓄电池全新充电模式.doc

发展中的民用电动交通产品,是未来蓄电池的最大市场。该市场能否获得快速平稳的发展,关键取决于电动交通产品的运行成本。其中围绕着蓄电池的几项技术指标,如蓄电池的单位储能指标,循环使用寿命,放电后的充电是否安全、方便,环境温度变化的适应能力等,又是影响运行成本的核心。以上任一个技术指标的突破,都将会使蓄电池在电动交通产品上的应用,向前迈出坚实的一步。 1蓄电池与充电技术对于铅酸、镉镍、镍氢3类以水为溶剂的电解液蓄电池,为了使用上的安全、方便、长寿命和免维护,在全世界化学电源工作者数代人不懈的努力下,终于从大量的实验中发现了"内部氧循环"的理论机制,使得该3类蓄电池所有的充放电反应,能在一个设计完好的带阀控的密封容器中反复安全进行。即蓄电池在充电和过充电期间,正电极析出的氧到达负电极后,能全部被负电极吸收还原,关系为i(O2析出)=i(O2还原),因而,蓄电池在长期的充放电过程中,不会造成电解液中水的损耗,以此来保证蓄电池的循环使用寿命与充电的安全。这一理论,在能够精确控制充电电流和其他充电副反应,同时使环境因素影响较小的情况下,显然是正确的。遗憾的是,这个正确的理论,只是来自化学电源的研究者,长期以来未被电路工作者真正理解和重视。由此造成蓄电池技术的发展领先于充电技术的发展,从而导致了今天我们在实际使用蓄电池时,经常出现电池未达到设计的使用寿命,就出现了性能下降甚至报废的现象,针对蓄电池使用中存在的问题,我们用了8年的时间,对传统的蓄电池恒流、恒压充电技术,以及由该技术发展延伸出来的分段恒流、限流恒压等充电技术,进行了深入的分析与实验,下面是我们对传统充电技术的认识恒流充电方式,顾名思义是指蓄电池放完电后,在充电恢复容量过程中,要求充电器根据电池的不同A·h数,以某一确定的输出电流对蓄电池进行充电,该电流从蓄电池的充电开始到充电结束,始终是恒定不变的。恒压充电方式,顾名思义是指蓄电池放完电后,在充电恢复容量的过程中,要求充电器按不同种类的蓄电池,以某一确定的输出电压对蓄电池进行的充电,该电压从蓄电池的充电开始到充电结束,始终是恒定不变的。以国内外使用最多也最为普遍,研究分析也最为深刻的铅酸蓄电池为例。请观察一幅在研究阀控式铅酸蓄电池技术方面,经常看到和用到的图1。这里我们要说明的是,这幅图是专家们抛开日常环境温度变化对蓄电池充电过程的影响,用经过改进的恒压限流方法对蓄电池充电所获得的。因是恒压限流充电方式,所以代表电流变化的I线,起始段有一小段是限流值。代表电压的V线起始段是一段很陡的上升线,更确切地讲由于充电器的限流作用应是电压的下跌线。图1中,左边的纵轴线为蓄电池充电电压,横轴线为时间,I线代表蓄电池在充电过程中不同时刻受电能力的电流变化曲线,V线代表蓄电池充电过程中各时刻能接受的最高安全电压,也是设计充电器的恒压输出线,C线代表蓄电池充电过程中容量随时间的增加表现的恢复曲线。从I曲线上可清楚看到,充电过程中蓄电池在不同时刻的电流接受能力。显然,在时间轴上,蓄电池电流接受曲线I是一条变化很大的非线性曲线,各个时刻蓄电池的电流接受能力是完全不同的,那么该曲线上哪一时刻的电流用作蓄电池恒流充电,能使蓄电池既安全,又能在人们可接受的有限时间上将蓄电池充满,包括恒流充电法改进后的有限次数的分段恒流法在内,无论怎么看,我们都觉得是难以实现的,更加困难的是,电池每