CN102545359B - 电池充电装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电池充电装置，该电池充电装置包括：电流源，生成对电池进行恒定电流充电的充电电流；检测部，检测利用上述电流源所供应的上述充电电流进行充电的上述电池的端子电压；电压比较部，比较随上述充电电流的供应增加的电池端子电压和预设的标准电压；充电电流控制部，根据来自上述电压比较部的一致信号，将从上述电流源供应至电池的充电电流减少至规定值或停止电流供应。
Description
技术领域
本发明涉及对用作电动自行车、电动摩托车、电动汽车、高尔夫车、电动铲车及其余的运送工具或应急电源、设备的备用电源等的电池的充电装置，尤其涉及当电池达到规定电压(例如，因电解的气体发生电压)，则将充电电流减少至规定值或停止电流供应以拥有休止期并经过适当的时间之后，将充电电流减少至规定值，从而提高电池充电效率的电池充电装置。
背景技术
一般而言，铅蓄电池(以下称“电池”)通过将化学能转换为电能的放电和将电能转换为化学能的充电循环完成电池的功能，通过具有不同离子化倾向的两个电极(正极、负极)和液体(电解液)形成闭合电路，并通过两种金属和电解液的化学反应产生电能。
在此，上述电极由参与反应的活性物质和提供电子移动路径的导电体构成，而溶液成为离子移动的路径。因电子和离子都具有电性能，因此，都发生电势引起的反应，而作为两个电极之间电势差所引起的反应，其一侧发生氧化反应，而另一侧发生还原反应，以此完成充电和放电。
另外，上述铅蓄电池的反应过程如下：
放电：在正极，二氧化铅与作为电解液的硫酸基(SO4 2-)结合生成硫酸钠，而在负极，海绵上的铅与硫酸基(SO4 2-)结合生成硫酸钠，而且，电解液中的氢基(H+)与正极的氧基(O2-)反应，从而使电解液的浓度变高(参考图6)。上述反应导致极板的硬化和电解液浓度的变化，最终降低电池性能。
充电：在正极板，硫酸钠中的硫酸基回到电解液中，从而生成二氧化铅，而在负极板，硫酸钠中的硫酸基回到电解液中，从而在海绵上生成铅，而且，电解液因从正极回来的硫酸基而变成高浓度硫酸(参考图7)。
在此，如上所述的电池充电，通常通过恒定电压充电方式或恒定电流充电方式完成，或采用完成恒定电流充电之后，再进行恒定电压充电的方式。
上述恒定电压充电方式，对交流(AC)电源进行整流之后，变换为电池的额定电压，以供应为电池的充电电源，而且，根据电池的充电状态控制充电电源的供应。
另外，恒定电流充电方式，不受随电池的充电过程上升的电池端子电压上升的影响，始终供应一定的电流进行充电。上述恒定电流充电方式，因始终用一定的电流完成电池充电，因此，可缩短电池达到充电电压的充电时间，进行充分的充电，但若继续对已达到充电电压的电池供应电流，则将导致过量充电，且因电解产生气体，致使电池性能退化。
在此，对于普通电池而言，在充电过程中产生气体的电压范围根据电池的种类有所不同，其一例有2.15V-2.8V，而且，在2.2V-2.4V的范围内最容易产生气体。
为了解决上述问题，本发明的申请人在韩国专利申请第10-2010-0070010号(2010.07.20)中曾公开一种可最大限度地减少气体发生的分步骤恒定电流充电方式。但是，上述专利申请中，因在完成恒定电流充电的过程中，因步骤变化后(即，在分步骤减少的恒定电流充电步骤中，从利用高电流值的先前充电步骤，移动至利用低电流值的下一充电步骤之后)较早达到气体产生电压，因此，存在需用尽可能小的电流进行充电的问题。
另外，如图7所示，上述充电过程大致为：正极板放电时生成的PbSO4在充电过程中离子化为pb2+和SO4 2-，而SO4 2-离子从极板气孔内向极板表面扩散，而且，从极板表面再次向外部的电解液扩散。尤其是，从作为正极放电生成物的PbSO4到PbO2的电化学反应进行的非常快，而充电速度取决于SO4 2-离子扩散至极板表面的电解液的速度、从极板表面扩散至外部电解液的速度及水解的OH-离子从极板表面的电解液扩散至极板气孔内部的速度。
另外，决定扩散速度的最重要的因素是离子浓度差异，而最大限度地提高充电及扩散速度的状态是浓度差异最大的状态。
负极板中也发生与阳极板中一样的现象，负极充电时生成的SO4 2-离子也在与正极板上一样，从极板气孔扩散至极板表面，而极板表面的SO4 2-离子扩散至极板外部的电解液中。另外，为了实现快速充电，负极板也与正极板一样，需要快速的扩散，而且，从极板气孔内至极板表面，从极板表面至外部的大的离子浓度差异。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足而提供一种电池充电装置，其在对用作电动自行车、电动摩托车、电动汽车、高尔夫车、电动铲车及其余的运送工具或应急电源、设备的备用电源等的电池进行恒定电流及恒定电压充电时，判断电池是否达到上述气体产生电压，而每当电池达到上述气体产生电压时，将充电电流减少至规定值或停止电流供应以拥有休止期并经过适当的时间之后，将充电电流减少至规定值，从而可在将电池电压维持在上述气体产生电压以下的状态下充电，提高电池充电效率。
本发明的另一目的在于一种电池充电装置，其因在初期用大电流充电，因此，首先使极板表面的硫酸离子参与电化学反应，从而当达到气体产生电压时，极板表面的硫酸离子浓度已减少相当的量，而通过在此状态下拥有休止期，从而使极板内部的硫酸离子扩散至极板表面，以此提高充电性能。即，提供一种电池充电装置，其为了正极板和负极板离子的快速扩散移动，在离子具有最大浓度差异时赋予休止期，从而快速扩散的目的。
本发明的目的不受如上所述目的的限制，而对于本领域的普通技术人员而言，未提及的其他技术目的从下面的说明中变得显而易见。
为了达到上述目的，本发明的电池充电装置包括：电流源，生成对电池进行恒定电流充电的充电电流；检测部，检测利用上述电流源所供应的上述充电电流进行充电的上述电池的端子电压；电压比较部，比较随上述充电电流的供应增加的电池端子电压和预设的标准电压；以及充电电流控制部，根据来自上述电压比较部的的一致信号停止从上述电流源供应至电池的充电电流的供应以赋予休止期，与此同时，在上述休止期之后，将从上述电流源供应至电池的充电电流减少至规定水平。
另外，根据本发明另一方面，本发明的电池充电装置包括：电流源，生成对电池进行恒定电流充电的充电电流；检测部，检测利用上述电流源所供应的上述充电电流进行充电的上述电池的端子电压；电压比较部，比较随上述充电电流的供应增加的电池端子电压和预设的标准电压；以及充电电流控制部，根据来自上述电压比较部的的一致信号，将从上述电流源供应至电池的充电电流减少至规定值或停止电流供应。
另外，根据本发明的电池充电装置，其中上述标准电压设定为随对上述电池施加充电电流，因电解从电池产生气体的电压。
另外，根据本发明的电池充电装置，其中上述检测部，实施检测电池的端子电压并将结果传送至上述电压比较部；上述电压比较部，当在上述标准电压和上述端子电压一致时，向上述充电电流控制部传送上述一致信号；而上述充电电流控制部，当接收到上述一致信号时，将从上述电流源供应至电池的充电电流减少至规定值或停止电流供应。
另外，根据本发明的电池充电装置，其中还包括用于施加恒定电压的电压源，而上述充电电流控制部在将从上述电流源供应至电池的充电电流减少至规定值或停止电流供应，或在停止电流供应之后，使充电用恒定电压从上述电压源供应至上述电池。
另外，根据本发明的电池充电装置，其中还包括用于计算上述一致信号的计数器，而上述充电电流控制部在上述计数器计算规定数量的一致信号时，中断从上述电流源到上述电池的分步骤电流供应之后，使充电用恒定电压从上述电压源供应至上述电池。
另外，根据本发明的电池充电电池，其中还包括用于检测随上述恒定电压的供应变化的电池电流值的电池电流值测量部，而且，在上述电池电流值测量部所测得的电流值变化率为0或达到所设定的电流值时，断开向上述电池的恒定电压供应。
另外，根据本发明的电池充电装置，其中还包括根据上述一致信号的传送闪烁的显示装置。
另外，本发明的电池充电方法包括如下步骤：将所要充电的电池的气体产生电压设定为标准电压Vr(S51)；实施检测电池的端子电压值Vb(S53)；实施比较上述标准电压值Vr和电池的端子电压值Vb(S54)；在上述标准电压值Vr若和上述电池的端子电压值Vb一致时，减少从电流源供应至电池的充电电流值Ich或在规定的休止期之后减少(S55)；多次重复上述S53至S55的步骤(S56)；以及断开来自上述电流源的恒定电流供应，并从电压源向上述电池施加恒定电压(S57)。
另外，根据本发明的电池充电方法，其中还包括检测随上述恒定电压的施加变化的电池的电流值，并在电流值变化率为0或达到所设定的电流值时，结束上述电池充电的步骤(S58)。
根据上述构成，本发明的电池充电装置，容易判断电池的充电电压(端子电压)是否达到预设的气体产生电压，而每当电池达到上述气体产生电压时，将充电电流减少至规定值或停止电流供应以拥有休止期并经过适当的时间之后，将充电电流减少至规定值，从而在无气体产生的情况下完成电池的恒定电流充电。
另外，在恒定电流充电过程中，在初期进行高速充电或用大电流充电，从而缩短充电时间，而且在赋予休止期时，比连续的分步骤充电，可用相对较大的电流进行充电，从而可缩短充电时间。另外，通过抑制极化现象所导致的内部电阻的增加，防止电池的物理、化学退化，最大限度地延长电池寿命。
另外，用户容易用视觉判断电池充电状态。
尤其是，在连续充电过程中，通过在充电电流分步骤减少的过程中赋予休止期，防止连续充电所导致的电池内的蓄热。
另外，虽然快速充电导致极板表面的SO4 2-离子浓度急剧增加，但在休止期期间，可向极板表面外部的电解液快速扩散。另外，在充电电流分步骤减少的过程中，每当达到气体产生电压时赋予休止期，从而提高再次充电时的充电接受能力。
附图说明
图1为本发明实施例1的电池充电装置概略结构框图；
图2为在本发明的电池充电装置中，充电电流及端子电压分步骤变化的状态图表；其中，图2的(a)为每当充电电流达到气体产生电压时的状态；而图2的(b)为每当端子电压达到气体产生电压时，停止充电电流的供应以赋予休止期，与此同时，在上述休止期之后，减少充电电流的状态；
图3为本发明实施例2的电池充电装置概略结构框图；
图4为本发明实施例3的电池充电装置概略结构框图；
图5为本发明电池充电装置的充电方法顺序图；
图6为表示铅蓄电池根据负荷进行放电时离子移动的概念图；以及
图7为表示利用DC对铅蓄电池进行充电时离子移动的概念图。
具体实施方式
下面，结合附图对本发明实施例进行详细说明，以帮助本领域的普通技术人员容易实现本发明。但是，本发明可以各种不同的形式实现，而下面的说明只是其中的一实施例。首先，本发明所记载的电池是用作电动自行车、电动摩托车、电动汽车、高尔夫车、电动铲车及其余的运送工具或应急电源、设备的备用电源等的可充放电池。尤其是指Ni-Cd、Ni-MH、铅蓄电池等使用水溶性电解液的所有电池。
[实施例1]
图1为本发明实施例1的电池充电装置概略结构框图。
本发明的电池充电装置，包括：电流源10，生成用于对电池进行充电的充电电流；电池电压检测部20，检测利用上述电流源所供应的上述充电电流Ich进行充电的上述电池100的电池端子电压Vb；电压比较部30，比较随上述充电电流的供应增加的电池电压(电池端子电压)Vb和预设的标准电压Vr；充电电流控制部40，若上述电压比较部30的比较结果为上述电池电压Vb和标准电压Vr一致，则控制从上述电流源供应至上述电池的充电电流Ich；以及电源50，提供充电装置驱动用电压并向上述电池100提供充电用恒定电压Vch。另外，本发明的电池充电装置的上述及以下结构，受由微电脑及包含于此微电脑中的程序构成的未图示的装置控制部控制。
在此，上述电源50是通常的交流电源，经整流及变压电流进行整流及变压之后，供应至上述电流源10以生成充电电流。尤其是，生成标准电压Vr并供应至上述电压比较部30。另外，生成上述电池100充电电压Vch并供应至上述电池100。
在此，上述电流源10根据来自上述电源50的电压生成充电用恒定电流Ich并供应至上述电池100。
因此，上述电池100，因利用上述电流源10供应的电流的恒定电流方式的充电作业，其端子电压将上升。另外，考虑到在上述电池内产生气体的电压范围为2.15V-2.8V，为进行比较而从上述电源50供应至上述电压比较部30的标准电压Vr，例如，可设定为2.5V，但因上述气体产生电压范围根据电池种类的不同而不同，因此，标准电压也设置成各种电压值。
在此，上述电池电压检测部20利用由可变电阻及端子电阻构成的电压计来实现，而上述电压计与上述电池串联以实施检测电池端子电压。
另外，上述电压比较部30可通过包括OP放大器的电路部或AND逻辑电路实现，通过比较从上述电压检测部20输入的电池的端子电压Vb和从上述电源50供应的预设标准电压Vr，判定电压的一致与否(Vb＝Vr)。
例如，若Vb＝Vr，则上述电压比较部30生成0的偏移值，并将此值传送至上述充电电流控制部40。
在此，上述充电电流控制部40根据来自上述电压比较部30的表示Vb＝Vr的信号S(＝1、2..)，分步骤减少来自上述电流源10的电流供应(参考图2的(a))。尤其是，上述充电电流控制部40可在上述各减少步骤赋予休止期tr以停止电流供应。
另外，在结束通过上述充电电流控制部40的来自上述电流源10的分步骤的电流供应之后，上述未图示的装置控制部通过控制上述电源50，向上述电池100施加充电电压Vch。
下面，对本发明的电池充电装置的充电过程进行详细说明。首先，如图2的(a)所示，在作为其一例的控制方法中，在充电的初始步骤t0-t1中，有相对较高的充电电流Ich1从上述电流源10供应至电池。因此，上述电池100的端子电压Vb从标准电压以下依次上升，而随着继续向电池100供应充电电流Ich1，在时间t1达到标准电压Vr。
此时，上述电压比较部30通过比较上述电池端子电压Vb和标准电压Vr，将Vb＝Vr的S1信号传送至上述充电电流控制部40。
如图2的(a)所示，当接收该信号S1之后，上述充电电流控制部40将从上述电流源10供应至电池的充电电流Ich1减少至规定水平，以产生充电电流Ich2。
随着充电电流的减少，上述电池的端子电压，在时间t1暂时下降。另外，随着电流Ich2的继续供应，端子电压将重新上升，从而在t2时间重新变得与上述标准电压Vr一致(t1-t2步骤)。
在此，上述电压比较部30重新比较上述电池端子电压Vb和标准电压Vr，重新将表示Vb＝Vr的S2信号传送至上述充电电流控制部40，而上述充电电流控制部40将上述电流源10的充电电流Ich2重新减少至规定水平，以产生充电电流Ich3。
另外，随着上述充电电流Ich2的减少，上述电池的端子电压重新下降。另外，随着电流Ich3的继续供应，端子电压将重新上升，从而在t3时间重新变得与上述标准电压一致(t2-t3步骤)。
因此，上述电压比较部30将表示上述电池端子电压Vb和标准电压Vr一致的S3信号重新传送至上述充电电流控制部40，而上述充电电流控制部40将来自上述电流源10的电流供应减少至小于上述Ich3且大于0的恒定电压充电维持电流Ich4的水平，与此同时，从上述电源50向上述电池施加恒定电压Vch，以进行恒定电压充电(t3-t4步骤)。另外，也可通过开放上述电流源10和电池，将上述充电电流Ich4设置为0。另外，也可利用充电电流Ich5继续进行恒定电流充电。
另外，如图2的(b)所示，在作为其另一例的控制方法中，在充电的初始步骤t0-t1中，有相对较高的充电电流Ich1从上述电流源10供应至电池。因此，上述电池100的端子电压Vb从标准电压以下依次上升，而随着继续向电池100供应充电电流Ich1，在时间t1达到标准电压Vr。
此时，上述电压比较部30通过比较上述电池端子电压Vb和标准电压Vr，将Vb＝Vr的S1信号传送至上述充电电流控制部40。
如图2的(b)所示，当接收该信号S1之后，上述充电电流控制部40停止上述电流源10的充电电流Ich1的供应并经过规定时间之后(休止期t1-tr之后)，将上述电流源10的充电电流Ich1减少至规定水平，以产生充电电流Ich2。
随着停止充电电流的供应，上述电池的端子电压，在上述休止期t1-tr之内暂时下降。另外，随着电流Ich2的继续供应，端子电压将上升，从而在t2时间重新变得与上述标准电压一致。另外，在上述休止期t1-tr之内，快速地将极板内部的SO4 2-离子扩散至极板表面外部的电解液中。
在此，上述电压比较部30重新比较上述电池端子电压Vb和标准电压Vr，重新将表示Vb＝Vr的S2信号传送至上述充电电流控制部40，而上述充电电流控制部40根据上述S2信号的输入，停止上述电流源10的充电电流Ich2的供应并经过规定时间之后(休止期t2-tr之后)，将上述电流源10的充电电流减少至规定水平，以产生充电电流Ich3。
另外，在停止上述充电电流Ich2的供应，即在乎休止期t2-tr之内，上述电池的端子电压重新下降。另外，随着电流Ich3的继续供应，端子电压将重新上升，从而在t3时间重新变得与上述标准电压一致(t2-t3步骤)。
因此，上述电压比较部30将表示上述电池端子电压Vb和标准电压Vr一致的S3信号重新传送至上述充电电流控制部40，而上述充电电流控制部40将来自上述电流源10的电流供应减少至小于上述Ich3且大于0的恒定电压充电维持电流Ich4的水平，与此同时，从上述电源50向上述电池施加恒定电压Vch，以进行恒定电压充电(t3-t4步骤：最终充电步骤)。另外，也可省略该恒定电压充电步骤，从而使本发明充电步骤只由多次的上述恒定电流充电步骤构成。
在此，也可通过开放上述电流源10和电池，将上述充电电流Ich4设置为0。另外，也可在上述时间t3之后赋予休止期(例如，t3-tr)并在该休止期之后，完成上述恒定电压Vch及恒定电源充电维持电流Ich4的施加操作。
另外，与图2所示的恒定电流充电一同进行的恒定电压充电，可通过测量电池100的电流值，而当其变化率为0或接近0时，结束充电。为此，本发明的充电装置，还可包括：电池电流值测量部(例如，利用电流计实现)，用于测量电池100的电流值；检控电路，当所测得的电池电流值的变化率为0或接近0时，断开(开放)上述电源及电流源和电池之间的连接。
另外，因上述电池电流值可随上述恒定电压的供应而在细微范围内变化，因此，为了准确判断结束时间，也可利用在有或没有电流值变化率时各产生“1”、“0”信号的通常的施密特触发电路，以准确判断上述变化率为0的时间。
因此，根据上述充电方式，在电池端子电压Vb与产生气体的标准电压Vr一致的时间(t1、t2、t3)，减少供应至电池端子的充电电流Ich，防止电池的过度充电，以防止充电过程中从电池产生气体。
尤其是，本发明中的充电的结束，可在经过上述电池的全部充电时间之后结束，或经过进行上述恒定电压充电或恒定电流充电的最终充电步骤的时间之后结束，或考虑电池的规定充电容量结束，或在上述最终充电步骤，电池的电压值的上升变化率为0或接近0时结束。
另外，上述恒定电流充电步骤t0-t1、t1-t2、t2-t3的充电电流Ich1至Ich3，可设置为任意大小。另外，上述恒定电流充电步骤可设定为三个步骤以上。另外，根据电池的种类及形式，可将休止期(t1-tr或t2-tr)设定为不同的数量及时间长度，但较佳地，考虑到极板内部的SO4 2-为参与电化学反应而扩散至极板表面的时间，设定为20分钟之内。
在此，上述Ich1至Ich4从Ich＝k·Ih(k为按不同电池种类的充电系数，而Ih为对应于h时间率的电流大小)的关系式获得，但可根据电池的种类取各种值。
其一例有，上述Ich1决定为1-2时间率电流。例如，在凝胶型电池中，若k＝2，h＝2，则上述Ich1＝2·(0.5C)＝1C(在此，C(capacity)为电池容量)。
另外，上述Ich2可设定为2-5时间率电流，上述Ich3可设定为5时间率电流以下，而上述Ich4可设定为上述初始电流Ich1的1-5％之间的值。
[实施例2]
图3为本发明实施例2的电池充电装置概略结构框图，而实施例2的电池充电装置，还包括计算从上述电压比较部30传送至充电电流控制部40的信号S(＝Vb＝Vr＝S1，S2，...)的数量的计数器60。
在此，上述计数器60，例如在上述信号S的产生数量高于规定数量(设定值)·时，可向上述充电电流控制部40传送恒定电流充电停止信号O。随着该恒定电流充电停止信号O的传送，上述充电电流控制部40使上述电流Ich4从上述电流源10供应至上述电池。另外，上述停止信号O传送至装置控制部，而接收停止信号O的装置控制部，通过控制使上述电源50将恒定充电电压施加至上述电池。
另外，在如图3所示的实施例中，当上述计数器60的计数值为3时，停止利用电流源的恒定电流充电，并进行利用电源的恒定电压充电。
[实施例3]
图4为本发明实施例3的电池充电装置概略结构框图，而实施例3的电池充电装置，还包括根据来自上述计数器的恒定电流充电停止信号闪烁的，可利用LED等实现的显示装置(充电确认部)70。
因还具备上述显示装置70，电池充电装置用户通过上述LED的闪烁准确确认电池100的充电情况。
另外，从上述计数器60传送至显示装置70的信号，除上述停止信号O之外，还可有上述S1至Sn的信号，而可随着上述信号S1至Sn的传送使上述显示装置70闪烁。
因此，充电装置用户可根据上述LED的闪烁，准确确认电池100的恒定电流充电情况。
[其他实施例]
下面，结合图5对本发明的电池充电装置的充电方法进行详细说明。
首先，通过上述装置控制部将所要充电的电池100的气体产生电压设定为标准电压Vr(S51)。
随着上述标准电压Vr的设定，上述装置控制部通过控制使标准电压值Vr从上述电源50输入至上述电压比较部30。
接着，上述装置控制部通过控制使充电电流Ich从上述电流源供应至上述电池100(S52)。
接着，上述装置控制部驱动电池电压检测部20。因此，电压检测部20实施检测随上述充电电流Ich的供应增加的电池100的端子电压值Vb，而该端子电压值Vb实施输入至上述电压比较部20(S53)。
在此，上述电压比较部30实施比较上述标准电压值Vr和电池的端子电压值Vb并检测Vr＝Vb(S54)。
接着，在上述比较步骤，若Vr＝Vb，则上述电压比较部30将一致信号输入至上述充电电流控制部40，而上述充电电流控制部40根据该输入控制上述电流源10，以将充电电流减少至规定水平(参考图2的(a))，或停止充电电流的供应并赋予休止期(t1-tr、t2-tr)，与此同时，在休止期之后将从电流源10供应至电池的充电电流值Ich减少至规定水平(参考图2的(a))(S55)。
随着该充电电流值的减少，上述电池端子电压重新下降，而且多次重复上述S52步骤至S55步骤，例如，重复三次(S56)。
在此，上述步骤的重复次数由上述计数器60计算，且在计数值达到规定的设定值时，例如，计数至为3时结束。即，上述控制部通过计算次数或检测上述实施变化的端子电压值Vb(S53)，计算对上述电池的充电量。
另外，随着计数(例如，3次)的结束，上述充电电流控制部40断开来自上述电流源的电流供应。另外，与此同时，上述装置控制部通过控制使恒定电压从上述电源施加至上述电池，以对上述电池进行恒定电压充电(S57)。在此，也可通过开放上述电流源10和电池，将上述充电电流Ich设置为0。
尤其是，上述充电电流控制部40通过控制在断开来自上述电流源的恒定电流供应并经过规定休止期后，使恒定电压从电源施加至上述电池，以对上述电池进行恒定电压充电。
接着，上述装置控制部检测上述电池的电流值变化，而且，当电流值变化率为0或接近0或达到规定电流值时，结束上述电池充电(S58)。另外，也可通过计算上述充电量，从而当达到规定充电量时，结束上述电池充电。
Claims (11)
1.一种电池充电装置，其特征在于，包括：
电流源，生成对使用水溶性电解液的电池进行恒定电流充电的第1充电电流；
检测部，检测利用所述电流源所供应的所述第1充电电流进行充电的所述电池的端子电压；
电压比较部，比较随所述第1充电电流的供应增加的电池端子电压和预设的标准电压；以及
充电电流控制部，根据来自所述电压比较部的一致信号停止从所述电流源供应至电池的所述第1充电电流的供应以赋予休止期，与此同时，在所述休止期之后，将从所述电流源供应至电池的充电电流减少至第2充电电流；其中，
所述第1充电电流，依据按不同电池种类的充电系数以及1-2时间率电流的乘积而决定；
所述第2充电电流，依据按不同电池种类的充电系数以及2-5时间率电流的乘积而决定。
2.一种电池充电装置，其特征在于，包括：
电流源，生成对使用水溶性电解液的电池进行恒定电流充电的第1充电电流；
检测部，检测利用所述电流源所供应的所述第1充电电流进行充电的所述电池的端子电压；
电压比较部，比较随所述第1充电电流的供应增加的电池端子电压和预设的标准电压；以及
充电电流控制部，根据来自所述电压比较部的一致信号，将从所述电流源供应至电池的充电电流减少至第2充电电流，且不停止电流供应；其中，
所述第1充电电流，依据按不同电池种类的充电系数以及1-2时间率电流的乘积而决定；
所述第2充电电流，依据按不同电池种类的充电系数以及2-5时间率电流的乘积而决定。
3.根据权利要求2所述的电池充电装置，其特征在于，所述标准电压设定为随对所述电池施加充电电流，因电解从电池产生气体的电压。
4.根据权利要求3所述的电池充电装置，其特征在于，所述检测部，实施检测电池的端子电压并将结果传送至所述电压比较部；所述电压比较部，当在所述标准电压和所述端子电压一致时，向所述充电电流控制部传送所述一致信号；而所述充电电流控制部，当接收到所述一致信号时，将从所述电流源供应至电池的充电电流减少至第2充电电流。
5.根据权利要求4所述的电池充电装置，其特征在于，还包括用于施加恒定电压的电压源，而所述充电电流控制部在将从所述电流源供应至电池的充电电流减少预设次数之后，使充电用恒定电压从所述电压源供应至所述电池。
6.根据权利要求5所述的电池充电装置，其特征在于，还包括用于计算所述一致信号的计数器，而所述充电电流控制部在所述计数器计算规定数量的一致信号时，中断从所述电流源到所述电池的分步骤电流供应之后，使充电用恒定电压从所述电压源供应至所述电池。
7.根据权利要求6所述的电池充电装置，其特征在于，还包括用于检测随所述恒定电压的供应变化的电池电流值的电池电流值测量部，而且，在所述电池电流值测量部所测得的电流值变化率为0或达到所设定的电流值时，断开向所述电池的恒定电压供应。
8.根据权利要求6所述的电池充电装置，其特征在于，还包括根据所述一致信号的传送闪烁的显示装置。
9.一种电池充电方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S51，将所要充电的电池的气体产生电压设定为标准电压Vr；
步骤S53，实施检测电池的端子电压值Vb；
步骤S54，实施比较所述标准电压值Vr和电池的端子电压值Vb；
步骤S55，在所述标准电压值Vr若和所述电池的端子电压值Vb一致时，减少从电流源供应至电池的充电电流值Ich，且不停止电流供应；
步骤S56，多次重复所述步骤S53至S55；以及
步骤S57，在将从所述电流源供应至电池的充电电流减少预设次数之后，断开来自所述电流源的恒定电流供应，并从电压源向所述电池施加恒定电压；
其中，所述充电电流值Ich由按不同电池种类的充电系数与对应于时间率的电流大小的乘积而获得。
10.根据权利要求9所述的电池充电方法，其特征在于，还包括步骤S58，检测随所述恒定电压的施加变化的电池的电流值，并在电流值变化率为0或达到所设定的电流值时，结束所述电池充电。
11.一种电池充电方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S51，将所要充电的电池的气体产生电压设定为标准电压Vr；
步骤S53，实施检测电池的端子电压值Vb；
步骤S54，实施比较所述标准电压值Vr和电池的端子电压值Vb；
步骤S55，在所述标准电压值Vr若和所述电池的端子电压值Vb一致时，减少从电流源供应至电池的充电电流值Ich，且不停止电流供应；
步骤S56，多次重复所述步骤S53至S55；
在将从所述电流源供应至电池的充电电流减少预设次数之后，断开来自上述电流源的恒定电流供应，在规定的休止期后，从电压源向所述电池施加恒定电压；
其中，所述充电电流值Ich由按不同电池种类的充电系数与对应于时间率的电流大小的乘积而获得。
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Citations (1)
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