CN100391079C - 给铅酸电池充电的方法 - Google Patents

Abstract

一种给容量为C的铅酸电池充电的方法，该方法包括：(a)在多个周期中的每一个期间，每个周期的持续时间为15分钟到25分钟，且交替进行以下步骤：使充电电流通过所述电池，所述充电电流在每个连续周期内被逐步减小，以及提供一个间隔，在该间隔中所述电池不被充电；(b)当所述充电电流已被逐步降低到阈值时，将该充电电流保持在所述阈值并继续交替进行以下步骤，直到所述电池的电压达到阈值电压为止：使所述充电电流通过所述电池，以及提供所述间隔；(c)当电池电压达到所述阈值电压时，把充电电压维持在一个恒定值，并且继续交替进行以下步骤：使所述充电电流通过该电池，以及提供所述间隔；(d)当由所述充电电压产生的充电电流小于阈电流时，中止充电。

Description

给铅酸电池充电的方法

技术领域

本发明涉及电池充电，特别涉及用于电池快速充电的方法和装置，它提供一个充电循环，在其过程中充电脉冲被周期地施加于电池。本发明在镍氢和镍镉电池的快速充电中具有特别的应用。

背景技术

对电池进行充电涉及使来自于一个合适的直流电源的电流通过电池。充电速度取决于充电电流的大小。理论上，使用较大的充电电流可以减少充电时间。然而，实际上，对可使用的充电电流有限制。所有电池都具有一定的内电阻。当充电电流通过该内电阻而加热电池时，功率被消耗。电池被充电时所产生的热量使电池获得满充的能力受到阻碍，并且在极端情形下，可损坏电池。

因为最大充电速度受到限制，所以给电池充电以达到其容量可能要用很长的时间。在某些情况下，长达16个小时的电池充电时间是标准的。给一个特定电池充电的时间取决于电池的容量和结构。

目前的电池充电器的另一个问题是，它们并不总是以一种优化充电电池的使用寿命的方式被设计。一些充电器以提供过大的充电电流的方式，而获得缩短充电时间。这种方式的充电会缩短电池的使用寿命。

镍镉(NiCd)和镍氢(NiMH)电池被广泛地使用，尤其是用于给电子设备供电。这样的设备通常要求频繁地再充电。为试图产生快速充电，而不损坏电池，多种充电方案已被提出，并用于NiCd和NiMH电池。许多这样的方案要求充电器充电时能够把高频电流波形施加于电池。

对于镍镉(NiCd)电池，一些制造商声称15分钟甚至更短的荒唐充电时间。对于处在控温环境中条件良好的NiCd电池，在某些情况下，通过提供一个很高的充电电流，在非常短的时间内给NiCd电池充电是可能的。而在实际应用中，对于不完美的电池组，如此快的充电时间几乎是不可能达到的。

铅酸电池是许多大功率应用的一种实用型电池，如发动机起动、给电动车辆如铲车等提供动力。众所周知，铅酸电池应该在一些主要参数范围内被充电。通常认为，决不应以比电池容量的10％到15％更快的速度给铅酸电池充满电。充电过快升高了电池温度，并且会损坏电池。当充电电池处于低电量状态而对电池“加速充电(boost)”时，可以在短时间内施加较大充电电流。

用于铅酸电池的一种典型的多阶段充电器施加三个充电阶段。在第一个阶段，充电器给电池通以一个稳定的充电电流，以使电池在大约五个小时内充电到其满容量的大约70％。在第二个阶段，充电器施加一被减小充电电流的“顶”充，这样在另一个大约五小时的周期内，电池充到其满电量。在第三个阶段，充电器施加一浮充，以补偿自身的放电。

在给铅酸电池充电时，遵守单元电压限制也是重要的。对于特定电池的多个单元的电压限制与电池的充电条件有关。典型的电压限制范围是从2.30V到2.45V。

一些电池充电器已被提出，其中充电电池在充电周期内的不同点被放电。该周期性放电据说可降低内阻和减少电池充电时的持续发热。这样的充电器的一个例子在Pittman等人的美国专利号5,998,968中被描述。Pittman等人的充电循环在一个100毫秒充电脉冲之前与一个2毫秒的放电紧紧相连。放电电流大于充电电流。该模式以大约10赫兹的频率重复。Rider等人的美国专利号5,499,234是该类型电池充电器的另一个例子。Rider等人的充电器用大约等于充电电流的放电电流来给电池进行周期地放电。Ayres等人的美国专利号5,561,360公开一个在开始阶段应用恒定充电电流的电池充电器，当电池被部分充电后，该充电器开始周期地给电池放电。

发表其它电池充电器的专利是Samsioe的美国专利号4,179,648；Sethi的美国专利号3,622,857；Jones的美国专利号3,857,087；和Brown Jr.等人的美国专利号5,617,005。

电池供电设备的共同难点是电池的过早老化，它导致可靠性的逐步恶化。有时恶化导致可反转的容量损失或“记忆”。由于记忆，电池随着每次再充电而衰退到可能拥有不到其原始容量一半的点。这妨碍着由电池供电的设备的正常运行。而且，当一个电池不能被充满电时，电池具有差的重容比。这对于电动车辆特别地重要。

电池充电需要可靠的快速方法，尤其对实现镍氢、镍镉电池和铅酸电池的充电有特别的需要。

发明内容

本发明提供用于电池充电的方法和装置。本发明的一个方面提供用来给具有容量C(以安培-小时为单位)的NiMH或NiCd电池充电的方法。该方法包括把一个充电脉冲序列施加给电池，每个充电脉冲具有6秒到30秒范围内的持续时间。在每个充电脉冲期间，具有大小为0.5×C到3.0×C范围内的充电电流通过电池。在具有在前一充电脉冲的持续时间的5％到前一充电脉冲的持续时间的20％的范围内的间隔中，电池不被充电。

在一些特定实施例中，充电电流的大小如下：

·小于2.5×C；

·在1.9×C到2.5×C的范围内；或，

·在1.9×C到2.1×C的范围内。

在一些特定实施例中，每个充电脉冲具有持续时间：

·在9到11秒的范围内；或

·在9¹/₂秒到10¹/₂秒的范围内。

在一些特定实施例中，每个间隔具有持续时间：

·在前一充电脉冲的持续时间的8％到12％的范围内；或

·在前一充电脉冲的持续时间的9％到11％的范围内。

在一些实施例中，该方法包括在至少多数间隔内的放电周期中，允许电池放电。允许电池放电可包括允许大小为0.19×C到0.21×C范围内的放电电流流动。允许电池放电可包括把电池连接到一个电阻负载。

在一些特定实施例中，每个放电周期的持续时间如下：

·在0.95秒到1.05秒的范围内；或，

·在0.9秒到1.1秒的范围内。

在一些特定实施例中，放电电流的大小约为充电电流大小的1/10。在某一实施例中，每个间隔的放电电流和放电时间的乘积不超过紧邻前一充电脉冲的充电电流和持续时间的乘积的2％。在某一实施例中，每个间隔的放电电流和放电时间的乘积的所有间隔的平均不超过充电脉冲的充电电流和持续时间的乘积的所有充电脉冲的平均的2％。

该方法可包括在任何不同事件发生时终止电池的充电。本发明的一些实施例包括监控电池的温度，并且如果电池温度以大于温度增加的阈速度增加，那么暂停充电。例如，温度增加的阈速度可以在1℃/分钟到3℃/分钟的范围内。本发明的一些实施例包括根据自开始充电以来已耗用最大充电时间而终止充电。该方法可包括监控，以检测一个或多下列事件的出现：电池的开路电压已经到达指定大小；开路电压的变化速度变为负值；自充电周期开始以来已耗用预定时间；和，充电时电池的温度以大于指定阈的速度增加。该方法在检测到任何这些事件出现时均可终止电池的充电。根据本发明的一些实施例的方法包括监控，以检测下列每个事件的出现：自充电周期开始以来已耗用预定时间；和，充电中电池的温度以大于指定阈的速度增加；以及根据检测到自充电周期开始以来已耗用预定时间，或者充电中电池的温度以大于指定阈的速度增加时，终止电池的充电。

本发明的另一个方面提供一个电池充电器。电池充电器可用于给具有容量C安培-小时的NiCd或NiMH电池充电。根据本发明的这一方面的电池充电器包括一个供电电源；和，一个控制电路，被配置为使电源给电池施加一个充电脉冲序列，每个充电脉冲具有6秒到30秒范围内的持续时间和传送大小为0.5×C到3.0×C的充电电流。控制电路也被配置为控制供电电源或与供电电源关联的电路，以使供电电源在持续时间为前一充电脉冲的持续时间的5％到前一充电脉冲的持续时间的20％的间隔中不给电池传递充电电流。

在一些实施例中，电池充电器包括一个负载和一个被控制电路控制的开关，并且控制电路被配置为操作开关以连接电池，在至少多数间隔中通过负载来放电。控制电路可以包括一个可编程设备。

本发明的又一个方面提供一种用于给铅酸电池充电的方法。该方法包括把充电电流的强度初始值设定在0.65×C到0.70×C范围内；在具有60到180秒内的持续时间的充电周期内，使电池中通过充电电流；在具有10到20秒内的持续时间的放电周期内，允许电池以大小为0.05×C到0.07×C的电流放电；在长度为15分钟到26分钟的一个周期内，以交替顺序重复恒定电流充电和放电的步骤；把充电电流的大小降低大约0.05×C；以交替顺序重复恒定电流充电和放电的步骤伴随着充电电流变化阶段充电电流的降低的系列，每系列持续时间为15分钟到26分钟，直到充电电流变化的值小于或等于0.5×C为止；把充电电流变化值设定为0.5×C；以交替顺序重复恒定电流充电和放电的步骤，直到电池电压达到指定大小；把充电电压变化值设定为指定大小；在持续时间为60秒到180秒的充电周期内，把大小等于充电电压变化值的充电电压施加于电池；在持续时间为10秒到20秒的一个放电周期内，允许电池通过负载释放大小在0.05×C到0.07×C范围内的电流；和以交替序列重复恒定电压充电和放电的步骤，直到充电电流达到指定大小，或者上述的重复充电和放电步骤所花费的时间达到指定持续时间为止。

在优选实施例中，铅酸电池的充电周期的持续时间在100秒到140秒的范围内。

本发明还提供使用本发明的方法的电池充电器。

一些实施例具有一个切断定时器(shut-offtimer)，若电池是一个铅酸电池，它被配置为在100分钟到180分钟的一个周期之后停止充电循环；和，若电池是一个镍氢或镍镉电池，它被配置为在20分钟到60分钟的一个周期之后停止充电循环。对于铅酸电池，最优选地，切断定时器在大约2个小时内结束充电循环。

一些实施例具有一个被连接的电压比较器，将经测试的电池电压和参考电压做比较。在这些实施例中，控制电路被配置为，在开始充电循环之前，确定电压比较器是否指示电池电压大于参考电压。如果是这样的话，控制电路便连接充电电池的端极间的负载，直到电池电压等于或小于参考电压为止。这确保所有电池都在大约相同的电量水平开始被充电。

一些实施例使用一个温度传感器，如热敏电阻器，来测量充电中的电池的温度，以便温度的上升速度可被监控。当温度的上升速度超过阈值时，充电可被暂停或充电中施加于电池的充电功率可被降低。阈值可以是2摄氏度/分钟。

下面描述本发明的更多特征和优点。

附图说明

在说明本发明的非限制性实施例的图中：

图1表示给镍氢或镍镉电池充电的方法的流程图；

图2是本发明的一个优选实施例的作为时间函数的施加于镍氢或镍镉电池和从其获得的电流和电压的图表；

图3表示给铅酸电池充电方法的流程图；

图4是本发明的一个优选实施例的作为时间的函数的施加于铅酸电池和从其获得的电流和电压的图表；

图5是根据本发明的一个简单实施例的电池充电器的框图；以及，

图6是根据本发明的一个特定实施例的快速充电器的电路示意图。

具体实施方式

通过下列描述，特定的细节被提出来以供更透彻地理解本发明。然而，本发明可在没有这些细节的情况下被实践。在其它实例中，众所周知的元件没有被表示出来或被详细描述，以避免对本发明造成不必要混淆。因此，说明和附图将被看作是示意性的，而不是限定性的意思。

本发明对给镍氢(NiMH)或镍镉(NiCd)电池充电具有特殊的应用。给铅酸电池充电的方法和装置也被公开。根据本发明的电池充电器可具有适合多种电池类型的程序。

NiMH或NiCd电池的充电

图1是示意根据本发明给NiMH或NiCd电池充电的方法170的流程图。图2是根据本发明的一个优选实施例的充电循环中，作为时间函数的NiMH或NiCd电池的端电流和端电压的图表。在步骤180，一个充电脉冲被加至充电电池。在充电脉冲期间，以充电电流给电池充电。充电电流在大约0.5×C到3×C的范围内，其中C是以安培-小时为单位的电池的容量。

除非本发明中另外标明，电流以安培(A)来表示并且电池容量以安培-小时(Ah)来表示。可以用相对于电池的容量来表示电流。例如，对于6安培-小时电容的电池(即C＝6)来说，2×C的充电电流为2×6＝12安培。对于15安培-小时电容的电池(即C＝15)来说，1.1×C的充电电流为1.1×15＝16.5安培。

在优选实施例中，充电电流在1.9×C到2.5×C的范围内。对于低容量电池，如适合蜂窝电话或其它便携式电子设备中使用的电池，可使用接近2.2×C的充电电流。这样的电池容量通常小于大约20安培-小时。对于较大电池，略低一些的充电电流，例如大约2.0×C为优选的。这样的电池容量通常超过大约5安培-小时。较大电池通常与较小电池相比要求有更低的充电速度(以C的倍数计)，因为较大电池往往与较小电池相比具有更小的表面积对体积的比值。因此，在较大电池中发热更显著。个别电池的形状和尺寸对充电过程中产生的热量的散发速度有很大的影响。

在充电时间内施加充电电流。充电时间可在6秒到30秒的范围内，并优选在9到11秒的范围内(充电时间最优选在9¹/₂秒到10¹/₂秒的范围内)。

充电脉冲被持续时间大约为充电时间的20％或更少的间隔分开，这些间隔的持续时间可在充电时间的5％到充电时间的20％的范围内。这些间隔优选在充电时间的8％到充电时间的12％的范围内，并且这些间隔的持续时间最优选为充电时间的9％到11％。

优选的是，在上述间隔内电池被放电。在所示的方法中，在步骤182，充电中的电池被以放电电流放电。放电电流优选小于充电电流的20％。该放电电流优选大于充电电流的5％。放电电流优选为充电电流的大约1/10。在典型情况下，放电电流的大小可在0.19×C到0.21×C的范围内。

在0.9秒到1.1秒内的放电时间(放电时间最好在0.95秒到1.05秒的范围内)中，可取出放电电流。

放电时间可等于或约等于间隔的持续时间。每个间隔中的放电电流和放电时间的乘积(也就是，间隔内电流对时间的曲线下的区域A1)可在前一充电脉冲过程中的充电电流和充电时间的乘积的0.5％到2％的范围内(也就是，充电脉冲的电流对时间的曲线下的区域A2)。

优选的是，间隔包括每个充电时间前和后的短间歇期(图2中未示出)。间歇期优选不长于充电周期的持续时间的大约2％，并且可以很短，例如大约1/5秒或更短。

步骤180和182被重复，直到电池具有期望电量为止。步骤180至186重复充电-间歇-放电-间歇模式，直到确定电池被充满为止。充满电的确定可通过下列的任何一条或所有来做到：

·监控开路电池电压并且确定开路电池电压何时达到步骤184中所确定的指定大小；

·监控开路电压并且当开路电压的充电速度变为负时，终止充电；

·监控充电循环的长度并且当自充电周期开始以来已耗用步骤186中所确定的预定时间时，终止充电；或，

·监控充电中电池的温度并且当温度以大于步骤188中所确定的指定阈值(例如，阈值可以是在1℃/分到3℃/分的范围内的一个温度增加速度)的速度增加时，终止充电。

优选的是，只要上述任何两个或更多个条件中的任何一种情况发生时，即终止充电。

充电电池被充满电后，先有技术中所公知的浮充周期可施加于充电电池，以弥补自身的放电。

铅酸电池的充电

图3表示根据本发明给铅酸电池充电的方法的流程图。图4是图3的方法中作为时间函数的施加于铅酸电池和从其获得的电流和电压的图表。参考图3，步骤120将充电电流设定在0.65×C到0.70×C范围内的一个初始速度。

在步骤122，在60秒到180秒范围中(优选在100秒到140秒范围内)的时间内，以步骤120中规定的充电电流，来给充电电池充电。重复步骤122的充电脉冲。

相邻充电脉冲彼此被间隔分开。间隔的持续时间在10秒到20秒的范围内(优选在13秒到17秒的范围内)。

在优选实施例中，间隔包括电池放电的周期(步骤124)。放电速度可以达到约为0.07×C。放电速度可大约在0.05×C到0.07×C的范围内。重复步骤122和124。

最好在每个充电周期前和后有短间歇期(图4中未示出)。间歇期最好不长于充电周期的持续时间的大约2％，并且可以很短，例如大约1/5秒(大约200毫秒)或更少。

重复充电-间歇-放电-间歇模式，初始充电区段的充电电流为0.65×C到0.70×C，直到在步骤126中确定的第一个周期结束为止。在优选实施例中，第一个周期的长度在15到20分钟的范围内，大约是本发明的优选实施例中的铅酸电池的总的充电时间的八分之一。在第一个周期结束时，充电电流逐渐以大约0.05×C降低(步骤128)。

以连续的周期重复步骤122到128的充电循环。在每个周期结束时，充电电流逐渐降低约0.05×C。在优选实施例中，在每个周期结束时充电电流以近似相同数量逐步减少(即，各数值彼此之间相差大约10％以内)。每个周期的长度在15到20分钟的范围内，优选与第一个周期的长度相同。

各个周期的长度没有必要相等，尽管它们可以是相等的。如果周期的长度不等，则第一个周期对应于充电电池有较高接受能力的时间，最好长于后续的周期。周期最好平均长约22分钟，因此四个周期大约占据90分钟。

这个模式继续，直到一个周期结束时充电电流的逐步下降会使充电电流减少到小于0.5×C为止。这通常发生在第四个周期结束时，第四个周期在充电循环开始后60到100分钟之间的某个时间(和最好大约90分钟)结束。在第四个周期期间，充电电流通常在大约0.5×C到0.55×C的范围内。在充电电流降到小于0.5C的数值时，该周期结束，如由步骤130所确定的，充电电流在步骤132中被设定为大约0.5×C±5％的一个固定值。

在步骤134和136中，重复充电-间歇-放电-间歇模式，其中以固定数值进行充电，直到电池电压达到步骤138中所确定的一个指定值为止。当电池电压已经达到指定电压时，步骤120到138的恒电流模式结束，并且在步骤140一个恒定电压模式开始。步骤140将充电电压设定到一个指定大小。步骤142至148重复充电-间歇-放电-间歇模式，充电电流以步骤140中设定的电压来传送，直到充电电流已经下降到步骤146中所确定的一个指定大小，或直到充电已经进行了步骤148中所确定的一个指定持续时间，无论哪一个先出现为止。然后，主充电循环终止。在主充电循环已经终止后，可周期地应用一个浮充，以补偿自身的放电。

装置

图4是根据本发明的一个简单实施例的电池充电器的结构框图。电池充电器10具有一个电源12，提供适合充电的特定电池的充电电流。

电源12可既具有恒定电流又具有恒定电压模式。这对于铅酸电池的充电来说是理想的。在给NiCd和NiMH电池的充电的实施例中，电源12可包括一个恒电流电源。在充电循环包括放电周期的情况下，充电器10包括一个负载14。负载14最好是一个电阻负载。例如，负载14可包括一个高功率电阻器，或大量并联的高功率电阻器。负载14表示提供电阻，以使当负载14被连接在充电电池B的A端和C端之间时，上文所述的期望放电电流通过负载14。

被控制电路18控制的开关16把电池B的端极A和C连接到电源12或连接到负载14。控制电路18产生一个信号S1，使开关16在两个配置间转换，其中一个配置为，在具有指定持续时间的充电时间内电源12连接在端极A和C之间；另一个配置为，在具有指定持续时间的放电时间内负载14连接在端极A和C之间。在充电时间内，控制电路通过信号S2来控制电源12处在恰当的模式下(恒电流或恒电压)，以及在恰当的充电电流或电压下给电池B提供充电电流，如上文所述。

优选的是，充电器10包括一个感应电池B的电压的电压监控电路20，一个感应电池B的温度的温度监控电路21，和一个定时器22。当来自电路20、电路21或定时器22中一个或多个的信号指示电池B被充满电时，控制器18终止充电循环。在充电器正在给一个铅酸电池充电时，控制器18可使用电路20的输入来确定何时开始步骤140的恒电压模式。

控制器18可包括一个由分立元件、一个应用特定集成电路、一个可编程序微控器等组成的电路。由于控制器18包括一个可编程的设备，充电器10的操作可通过提供由控制器18执行的不同程序来转换。

本发明可在已通过安装一个电子控制模块、一个转换开关和一个负载而被改进的传统的电池充电器的使用中实践。

图5根据主要使用分立元件的本发明的一个特定实施例，示意快速充电器22的电路图。快速充电器22具有一个包括一个电源变压器40的电源部分，和一对整流器42，将变压器40输出的交变电压转换为直流电。主电源通过一个主接触器41被供给变压器40。

接触器41通常包括一个继电器。然而，接触器41可包括电子控制装置，能够接通或断开变压器40的电源。通过一个电压选择开关43，电源的一个电压输出可被选择。

变压器40的电源由被一个电子调节电路46触发的一个双向三极晶闸管44来控制。双向三极晶闸管44有选择地允许被整流的直流电施加给充电中的电池。

在充电器22过热或由于其它原因需要被关闭的情况下，接触器48被用以断开充电电池的充电电流。接触器48可包括一个继电器或任何其它能够接通或断开提供给充电电池的充电电流的电控装置。当接触器48被关闭而双向三极晶闸管44被激励时，电流能够在电路中流动，从整流器42流出经由接触器48，经由充电中的电池，并返回到电源变压器40。

电流表50可被用以指示充电周期内流经电池B的电流大小。当充电器的导线已经连接到电池B的正确端极时，极性指示灯51变亮(或选择警告用户电池B已被接错了)。

优选的是，充电器22有一个热断路器52，它在充电器22变得过热时使接触器48打开；以及一个短路断路器54，它可以是一个热磁保护器，当在连接到充电电池的导线之间出现短路时断开充电器，防止充电器22的损坏。热断路器52最好是这样一种类型，在充电器的温度恢复正常后的短时间内被自动重新连接。例如，当热断路器52关掉充电器22时，它可在大约10分钟以后自动重新接通充电器。

充电器22传送的充电电流被电路46控制。一个电位计58允许控制电路70为充电中的电池设定合适的充电电流。当充电器22是用于铅酸电池的，电位计58最好是一个被控制器70控制的装置，以使控制器70可为充电循环的不同充电阶段设定充电电流。

如果没有电池连接到充电器，或如果电池的极性被接反，电子保护电路60阻止充电器22运行。如果电池的极性被接反，则保护电路60接通开关64，使灯51变亮，并且没有能量可使接触器48闭合。如果电池正确连接到充电器22，则保护电路60接通在控制电路70控制下的开关64，以便供给能量使接触器48闭合。

充电器22具有一个放电接触器72，当被闭合时，连接一个负载74，它可包括跨越充电电池的端极的电阻器76。接触器72可包括一个继电器或任何其它能够连接充电电池的端极间的负载74的电控设备。充电器22具有开关78，它能够被手动打开，停止充电器22的放电功能。指示灯80指示何时充电器22的主接触器41被闭合。开始和停止开关82和84允许充电循环被开始或被停止。

除了控制电路70、负载74、开关78和放电接触器72以外，充电器22的大多数组件都可在传统的电池充电器中找到，以及对于本领域的技术人员而言，它们的操作很好理解。

优选的是，充电器22的控制电路70包括一个定时器，它在合适的间隔时间后切断充电器22。

控制电路70可以用很多各种不同的方式来实现。例如，控制电路70可包括一个可编程的微控器，一定的互连定时电路等等。本领域的技术人员将理解到，很多各种不同的公知的定时电路和技术可被用来以交替顺序操作这里所描述的充电和放电继电器，以及用来周期地调节上文所述的充电电流和电压。

本发明的使用在对NiMH和NiCd电池的充电时具有重要的优点。NiMH/NiCd电池的总充电时间可约为¹/₂小时。铅酸电池的总充电时间可约为2小时。这比以通常小于0.15×C的恒电流充电的传统电池充电器的最快时间快得多。

在上述设定的时间周期内的电池重复充电和放电的循环可帮助降低“记忆”效应，该效应能够随时间而降低电池的容量。当本发明的方法被采用时，由于减少了发热，导致可充入到电池中的最大电量增加。

希望通过提供本发明的充电循环能改进现有的电池充电器。充电电流不需要像一些以前的充电技术所要求的，高频率地接通和断开。

在不脱离本发明的精神和范围的实践中，可进行许多变换和改进，从上述发表的观点来看对于本领域的技术人员而言将是明显的。例如：

·当充电电池处在一个低电量状态时，提供放电时间不重要。本发明可通过在开始的周期内以基本恒定的电流给电池充电，并且随后开始使用此处所描述的充电周期和放电周期的交替循环，而被实践。

·充电时间、放电时间和间隔时间的长短在整个充电循环中无需恒定。这些时间可在允许的范围内变化。

因此，本发明的范围将根据权利要求所确定的内容而构成。

Claims (8)

1.一种给铅酸电池充电的方法，该方法包括：

第1步，把充电电流大小设定在0.65×C到0.70×C范围内的一个初始值，其中C为所述铅酸电池的容量，以安培小时为单位；

第2步，在持续时间为60秒到180秒的充电时间内，使大小为充电电流大小的充电电流通过电池；

第3步，在持续时间为10秒到20秒的放电时间内，允许所述电池以0.05×C到0.07×C的速度放电；

第4步，在持续时间为15分钟到26分钟的周期内，以交替顺序重复第2步和第3步；

第5步，在所述周期结束时，把所述充电电流大小降低0.05×C；

第6步，重复第2步至第4步，直到所述充电电流大小小于或等于0.5×C为止；

第7步，把所述充电电流大小设定为0.5×C；

第8步，在持续时间为60秒到180秒的充电时间内，使等于充电电流大小的充电电流通过所述电池；

第9步，在持续时间为10秒到20秒的放电时间内，允许电池以0.05×C到0.07×C的电流大小放电；

第10步，以交替顺序重复第8步至第9步，直到所述电池电压达到阈值为止；

第11步，把充电电压设定为一个指定值；

第12步，在持续时间为60秒到180秒的充电周期内，将充电电压加至电池；

第13步，在持续时间为10秒到20秒的放电周期内，允许电池以0.05×C到0.07×C范围大小的电流放电；以及

第14步，以交替顺序重复第12步和第13步，直到所述电池被基本充满电为止。

2.如权利要求1所述的方法，其中第3步中的所述放电周期的持续时间为13到17秒。

3.如权利要求1至2中任何一项所述的方法，包括在每个充电周期和前一放电周期之间，等待一持续时间不超过该充电周期所持续时间2％的第一个间歇期，其中在该第一个间歇期中，没有电流通过所述电池。

4.如权利要求3所述的方法，包括在每个充电周期和后一放电周期之间，等待一持续时间不超过该充电周期持续时间2％的第二个间歇期，其中在该第二个间歇期中，没有电流通过所述电池。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述第二个间歇期的持续时间小于200毫秒。

6.如权利要求1所述的方法，包括在第2步之前，监控所述电池的电压，并且如果该电压大于第二阈值，就进行所述电池放电，直到该电池电压等于或小于所述第二阈值。

7.一种给容量为C的铅酸电池充电的方法，该方法包括：

第1步，在多个周期中的每一个期间，每个周期的持续时间为15分钟到25分钟，且交替进行以下步骤：使充电电流通过所述电池，所述充电电流在每个连续周期内被逐步减小，以及提供一个间隔，在该间隔中所述电池不被充电；

第2步，当所述充电电流已被逐步降低到阈值时，将该充电电流保持在所述阈值并继续交替进行以下步骤，直到所述电池的电压达到阈值电压为止：使所述充电电流通过所述电池，以及提供所述间隔；

第3步，当电池电压达到所述阈值电压时，把充电电压维持在一个恒定值，并且继续交替进行以下步骤：使所述充电电流通过该电池，以及提供所述间隔；以及，

第4步，当由所述充电电压产生的充电电流小于阈值电流时，中止充电。

8.如权利要求7所述的方法，包括在至少大部分所述间隔中，允许所述电池以10％的初始充电电流的速度通过负载放电。

Images