CN103441314B - 一种智能充电机充电方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的整个充电过程分为七个阶段，其特征在于，至少包括两个脉冲充电阶段，其中第一脉冲充电阶段是当蓄电池单格平均电压Ud高于第三设定电压且低于第四设定电压，智能充电机进入脉动充电状态，智能充电机的脉动充电电流为随蓄电池单格平均电压Ud的上升而逐渐下降的第二变化电流；直到蓄电池电压达到所述第四设定电压，进入下一阶段；第二脉冲充电阶段是当蓄电池正常完成充电后，总的充电时间低于第一设定时间，智能充电机以间隙充电方法对蓄电池以所述第三变化电流进行补充充电，直到蓄电池与智能充电机断开连接。本发明通过对整个过程充电电流合理控制，使得充电效率得到提升，在保证充足条件下，温升小，耗电量低。
Description
技术领域
本发明涉及铅酸蓄电池充电领域，尤其涉及一种智能充电机充电方法。
背景技术
现有的电池充电方法主要有定电压法、定电流法和快速充电法。以上这些方法在一些资料中已有介绍。定电压法是充电电池所达到的最大电压受到限制的充电方法，当电池端电压上升到设定的最大值时，就认为电池已充足电。定电流法是用定电流对电池进行充电的方法，该方法通常给出充电持续时间，从而控制其充电过程。快速充电阀是用大电流脉冲对电池进行充电的方法，该方法在脉冲间隙有放电去极化过程，通过对电池的最大限定电压（或充电量、电池温升值、出气率等）的测量，将充电量和放电量进行比较，从而控制电池的充电过程。以上充电方法由于每一个电池都取同一控制参数，不符合每一个电池的实际情况，因而势必有一些电池没充足电，而另外一些电池又过充电，后者既费时又影响电池的寿命。
在对蓄电池进行充电的过程中无可避免会产生热量，如果蓄电池的温度过高，将影响蓄电池的使用寿命，所以对蓄电池充电的过程中需对温度有所控制。尤其是后期蓄电池极化程度加深后，蓄电池的温升容易过快上升。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对现有技术的不足而提供一种智能充电方法，通过控制充电过程使电池充足电又不过充且耗电量低、升温小、高效经济。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种智能充电机充电方法，整个充电过程分为七个阶段，其特征在于，至少包括两个脉冲充电阶段，其中第一脉冲充电阶段是当蓄电池单格平均电压Ud高于第三设定电压且低于第四设定电压，智能充电机进入脉动充电状态，智能充电机的脉动充电电流为随蓄电池单格平均电压Ud的上升而逐渐下降的第二变化电流；直到蓄电池电压达到所述第四设定电压，进入下一阶段；第二脉冲充电阶段是当蓄电池正常完成充电后，总的充电时间低于第一设定时间，智能充电机以间隙充电方法对蓄电池以所述第三变化电流进行补充充电，直到蓄电池与智能充电机断开连接。
在所述第一脉冲充电阶段之前还设置有如下阶段：
a、预充电阶段
当蓄电池单格平均电压Ud低于第一单格平均设定电压时，智能充电机对蓄电池以第一设定电流进行恒流充电，直到蓄电池电压超过第一单格平均设定电压，进入下一阶段；
b、额定恒电流充电阶段
当蓄电池单格平均电压Ud高于所述第一单格平均设定电压且低于第二单格平均设定电压时，智能充电机对蓄电池以第二设定电流进行恒流充电，直到蓄电池电压超过所述第二单格平均设定电压，进入下一阶段；
c、第一充电阶段
当蓄电池单格平均电压Ud高于所述第二单格平均设定电压且低于第三设定电压时，智能充电机对蓄电池以随蓄电池单格平均电压Ud上升而逐渐下降的第一变化电流进行充电，直到蓄电池电压达到所述第三设定电压，进入第一脉冲充电阶段。
在第一脉冲充电阶段与第二脉冲充电阶段之间还增加：
第二充电阶段
当蓄电池单格平均电压Ud高于所述第四设定电压且低于第五单格平均设定电压时，对蓄电池以随蓄电池单格平均电压Ud变化的第三变化电流进行充电，且第三变化电流随蓄电池单格平均电压Ud的上升而逐渐下降，直到蓄电池电压达到所述第五单格平均设定电压，进入下一阶段；
末期小恒流充电阶段
当蓄电池单格平均电压等于或高于所述第五单格平均设定电压时，智能充电机对蓄电池以第三设定电流进行小恒流充电，直到设定容量比或设定电压稳定时间达到要求，此时，正常充电过程结束。
一种智能充电机充电方法，其特征在于，包含下列阶段：
a、预充电阶段当蓄电池单格平均电压Ud低于第一设定电压时，智能充电机对蓄电池以第一设定电流进行恒流充电，直到蓄电池电压超过第一设定电压，进入下一阶段；
b、额定恒电流充电阶段
当蓄电池单格平均电压Ud高于所述第一设定电压且低于第二设定电压时，智能充电机对蓄电池以第二设定电流进行恒流充电，直到蓄电池电压超过所述第二设定电压，进入下一阶段；
c、第一充电阶段
当蓄电池单格平均电压Ud高于所述第二设定电压且低于第三设定电压时，智能充电机对蓄电池以随蓄电池单格平均电压Ud上升而逐渐下降的第一变化电流进行充电，直到蓄电池电压达到所述第三设定电压，进入下一阶段；
d、脉冲充电阶段
当蓄电池单格平均电压Ud高于第三设定电压且低于第四设定电压，智能充电机进入脉动充电状态，智能充电机的脉动充电电流为随蓄电池单格平均电压Ud的上升而逐渐下降的第二变化电流；直到蓄电池电压达到所述第四设定电压，进入下一阶段；
e、第二充电阶段，当蓄电池单格平均电压Ud高于所述第四设定电压且低于第五设定电压时，对蓄电池以随蓄电池单格平均电压Ud变化的第三变化电流进行充电，且第三变化电流随蓄电池单格平均电压Ud的上升而逐渐下降，直到蓄电池电压达到所述第五设定电压，进入下一阶段；
f、末期小恒流充电阶段，当蓄电池单格平均电压等于或高于所述第五设定电压时，智能充电机对蓄电池以第三设定电流进行小恒流充电，直到设定容量比或设定电压稳定时间达到要求，此时，正常充电过程结束。
在本发明的一个优选实施例中，还包括脉冲补充充电阶段，当蓄电池正常完成充电后，总的充电时间低于第一设定时间，智能充电机以间隙充电方法对蓄电池以所述第三变化电流进行补充充电，直到蓄电池与智能充电机断开连接。
在本发明的一个优选实施例中，所述第一设定时间为13个小时。
在本发明的一个优选实施例中，所述间隙充电方法是先停止对蓄电池充电55～57分钟，再对蓄电池进行充电3～5分钟，如此循环。
在本发明的一个优选实施例中，所述第一设定电流的值为智能充电机额定输出电流值Ie的一半。
在本发明的一个优选实施例中，所述第二设定电流的值为智能充电机额定输出电流值Ie。
在本发明的一个优选实施例中，所述第三设定电流的值为智能充电机额定输出电流值Ie的四分之一。
在本发明的一个优选实施例中，所述第一变化电流的值为（2.78-0.889Ud）*Ie。
在本发明的一个优选实施例中，所述第二变化电流的峰值Imax=1.1125Ie,第二变化电流的谷值Imin=（2.78-0.889Ud4.8875-1.75Ud）*Ie。
在本发明的一个优选实施例中，所述第三变化电流的值为（4.8875-1.75Ud）*Ie。
在本发明的一个优选实施例中，所述第一单格平均设定电压为1.90V。
在本发明的一个优选实施例中，所述第二单格平均设定电压为2.00V。
在本发明的一个优选实施例中，所述第三设定电压为0.87*Vxq，其中Vxq为蓄电池的析气电压。
在本发明的一个优选实施例中，所述第四设定电压为蓄电池的析气电压Vxq。
在本发明的一个优选实施例中，所述第五单格平均设定电压为2.65V。
在本发明的一个优选实施例中，在所述脉冲充电阶段，脉冲充电具有周期性，其周期为15分钟，脉宽为5分钟。
在本发明的一个优选实施例中，所述第一充电阶段的时间大于20分钟。
在本发明的一个优选实施例中，所述末期小恒流充电阶段的充电电压变化率△V≤±0.5V。
由于采用了如上的技术方案，本发明的有益效果在于：根据蓄电池充电接受能力和充电机主电路控制方式，将整个充电过程分为七个阶段，每个阶段充电电流以不同的数值与方式进行分配，保证蓄电池电解液与极板之间的化学反应充分有效，防止充电过程中各种极化反应引起的过高温。此外，正常充电结束之后，如果蓄电池依然与充电机连接，根据连接时间的长短，适时对蓄电池进行补充充电，对蓄电池自动进行有效的维护，使得蓄电池单体容量更加平衡。通过对整个过程充电电流合理控制，使得充电效率得到提升，在保证充足条件下，温升小，耗电量低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的充电电流、电压曲线图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1，本发明包括以下7个阶段：
a.预充电阶段（图1中的A-B段）：
当蓄电池单格平均电压Ud低于1.90V时，智能充电机对蓄电池以0.5Ie恒定电流进行充电，直到蓄电池单格平均电压超过1.90V，进入下一阶段。
注：Ie表示智能充电机额定输出电流。
b.额定恒电流充电阶段（图1中的C-D段）：
当蓄电池单格平均电压Ud满足：1.90V<Ud<2.00V，智能充电机对蓄电池以Ie恒定电流进行充电，此时，电流保持恒定不变，蓄电池电压逐渐上升，直到蓄电池单格平均电压超过2.00V，进入下一阶段。
c.第一电流充电阶段（图1中的D-E段）：
当蓄电池组的单格平均电压Ud满足：2.00V<Ud<（0.87*Vxq）/电池个数，蓄电池充电电流Ic1为(2.78-0.889Ud)Ie，充电电流随充电蓄电池的电压的上升应逐渐下降。当电压升至0.87Vxq，而且该阶段的充电时间大于20分钟，进入下一阶段。其中Vxq为蓄电池的析气电压。
d.脉冲充电阶段（图1中的E-F段）：
当蓄电池组的电压在0.87*Vxq<Ud<Vxq，智能充电机应进入脉动充电状态，脉动充电电流随充电蓄电池的电压的上升应逐渐下降，脉动充电电流峰值Imax为1.1125*Ie，脉动充电电流谷值Imin为(2.78-0.889Ud)Ie。脉动充电周期为15分钟，脉宽5分钟。
e.第二电流充电阶段（图1中的F-G段）：
当蓄电池组的单格平均电压在Vxq/电池个数<Ud<2.65V，充电电流Ic2为（4.8875-1.75Ud）Ie。充电电流随充电蓄电池的电压的上升应逐渐下降。
f.末期小恒流充电阶段（图1中的G-H段）：
当蓄电池组的单格平均电压大于等于2.65V时，智能充电机进入小恒流充电阶段，充电电流Ic3为0.25Ie，此时，充电电流保持恒定不变，充电电压变化率△V≤±0.5V，根据设定容量比或设定电压稳定时间，判断充电过程是否结束。在充电过程的末期，蓄电池极化程度加深，采用合理小电流充电，使得蓄电池温升得到抑制，从而延长了蓄电池的使用寿命。
g.脉冲补充充电阶段（图1中的H-I段）：
正常充电过程结束后，如果蓄电池依然与智能充电机连接，若总的充电时间小于13小时，智能充电机以间隙充电方法对蓄电池进行补充充电，周期是停（55-57）分钟，充电（3-5）分钟，充电电流为Ic2。在蓄电池没有明显温升和最少的耗电量的情况下，对蓄电池自动进行有效的维护，使得蓄电池单体容量更加平衡。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (1)
1.一种智能充电机充电方法，整个充电过程分为七个阶段，其特征在于，至少包括两个脉冲充电阶段，其中第一脉冲充电阶段是当铅酸蓄电池单格平均电压Ud高于第三设定电压且低于第四设定电压，智能充电机进入脉冲充电状态，智能充电机的脉冲充电电流为随铅酸蓄电池单格平均电压Ud的上升而逐渐下降的第二变化电流；直到铅酸蓄电池电压达到所述第四设定电压，进入下一阶段；第二脉冲充电阶段是当铅酸蓄电池正常完成充电后，总的充电时间低于第一设定时间，智能充电机以间隙充电方法对铅酸蓄电池以第三变化电流进行补充充电，直到铅酸蓄电池与智能充电机断开连接；
在所述第一脉冲充电阶段之前还设置有如下阶段：
a、预充电阶段
当铅酸蓄电池单格平均电压Ud低于第一单格平均设定电压时，智能充电机对铅酸蓄电池以第一设定电流进行恒流充电，直到铅酸蓄电池电压超过第一单格平均设定电压，进入下一阶段；
b、额定恒电流充电阶段
当铅酸蓄电池单格平均电压Ud高于所述第一单格平均设定电压且低于第二单格平均设定电压时，智能充电机对铅酸蓄电池以第二设定电流进行恒流充电，直到铅酸蓄电池电压超过所述第二单格平均设定电压，进入下一阶段；
c、第一充电阶段
当铅酸蓄电池单格平均电压Ud高于所述第二单格平均设定电压且低于第三设定电压时，智能充电机对铅酸蓄电池以随蓄电池单格平均电压Ud上升而逐渐下降的第一变化电流进行充电，直到铅酸蓄电池电压达到所述第三设定电压，进入第一脉冲充电阶段；在第一脉冲充电阶段与第二脉冲充电阶段之间还增加：
第二充电阶段
当铅酸蓄电池单格平均电压Ud高于所述第四设定电压且低于第五单格平均设定电压时，对铅酸蓄电池以随蓄电池单格平均电压Ud变化的第三变化电流进行充电，且第三变化电流随铅酸蓄电池单格平均电压Ud的上升而逐渐下降，直到铅酸蓄电池电压达到所述第五单格平均设定电压，进入下一阶段；
末期小恒流充电阶段
当铅酸蓄电池单格平均电压等于或高于所述第五单格平均设定电压时，智能充电机对铅酸蓄电池以第三设定电流进行小恒流充电，直到设定容量比或设定电压稳定时间达到要求，此时，正常充电过程结束；
所述第一设定时间为13个小时；
所述间隙充电方法是先停止对铅酸蓄电池充电55～57分钟，再对铅酸蓄电池进行充电3～5分钟，如此循环；
所述第一设定电流的值为智能充电机额定输出电流值Ie的一半；
所述第二设定电流的值为智能充电机额定输出电流值Ie；
所述第三设定电流的值为智能充电机额定输出电流值Ie的四分之一；
所述第一变化电流的值为(2.78-0.889Ud)*Ie；
所述第二变化电流的峰值Imax＝1.1125Ie,第二变化电流的谷值Imin＝(2.78-0.889Ud)*Ie；
所述第三变化电流的值为(4.8875-1.75Ud)*Ie；
所述第一单格平均设定电压为1.90V；
所述第二单格平均设定电压为2.00V；
所述第三设定电压为0.87*Vxq，其中Vxq为铅酸蓄电池的析气电压；
所述第四设定电压为铅酸蓄电池的析气电压Vxq；
所述第五单格平均设定电压为2.65V；
在所述第一脉冲充电阶段，脉冲充电具有周期性，其周期为15分钟，脉宽为5分钟；
所述第一充电阶段的时间大于20分钟；
所述末期小恒流充电阶段的充电电压变化率△V≤0.5V。
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