CN110224189B - 电动叉车用电源装置智能快速脉冲充电方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动叉车用电源装置智能快速脉冲充电方法，该充电方法尤其适用于电动叉车用电源装置的快速脉冲，在保证产品质量的前提下，将充电时间由12小时至16小时缩短到6小时至7小时，大大提高了充电效率，延长电源装置的使用寿命，充入电量减少了约8％，同时每台叉车可减少1/3的电源装置的配套量。本发明的成功应用，可有效提高电动叉车的整车质量，可推进整个电动叉车行业的发展。
Description
技术领域
本发明属于铅蓄电池领域，具体涉及一种电动叉车用电源装置智能快速脉冲充电的方法。
背景技术
目前，电动叉车用电源装置的充电方法主要有恒流充电、恒压限流、恒流限压充电组合的方式和慢脉冲等充电方法。充电机设备生产厂家由于对电源装置的了解不够透彻，往往每个设备厂家仅使用一种充电方法。
恒流充电、恒压限流、恒流限压充电组合的充电方法是比较传统的方式，该方式中的恒压限流和恒流限压过程中起关键影响作用的是电池的充电接受能力，由于电源装置的生产厂家众多，各家的电源装置充电接受能力不一。当某厂家的电源装置充电接受能力差时，采用同一种方法充电易使电源装置充电不足，长期充电不足，造成电源装置硫酸盐化，提前寿命终止；当某厂家的电源装置充电接受能力好时，采用同一种方法充电易使电源装置过充电，长期过充电，会有大量气体析出，致使正极活性物质受气体冲击而促进脱落，此外，正极板栅合金也要遭受严重的阳极氧化而腐蚀，使电源装置提前寿命终止。
慢脉冲充电方法是近年来新发明的一种方法，它由A、B两段和一点G构成，其中A段以恒大直流电(I1)与恒小直流电(I2)周期性变化脉冲充电；B段以恒电压(V2)直流电与恒小值流电(I3)周期性变化脉冲充电；G点为A段转向B段脉冲充电的转折点(V1)，B段持续时间为定时控制。该发明的特征是：(a)该发明方法的A段中，恒大电流(I1)电流值在1C--4C之间，其中C为电池的额定容量，持续时间(t1)在1秒--300秒；恒小电流(I2)电流值在0.01C--0.2C，持续时间(t2)在1秒--60秒。(b)G点值(v1)为电池充电时析气电压值附近±2伏。(c)该发明方法的B段中，恒电压(v2)值低于G点电压值(v1)0.01伏--1伏，持续时间(t3)在1秒--300秒；恒小电流(I3)值在0.01c安--0.2C，持续时间(t4)在1秒--60秒，整个B段持续时间10分钟--30分钟。该方法能保证快速充电过程中，电池的析气量少，温升低，充电量足，充电效率高，避免过充电电池的容量和寿命不受损害。据了解，该方法并未得到广泛应用。该方法主要满足电源装置正常使用的情况，而且所给出的电池充电时析气电压值附近±2伏的值太高，电源装置(电池)充电电量过多，加速了正极板栅的腐蚀。另外若电源装置长期放置不用，期间未进行维护充电，使用该充电方法，电源装置容量很难恢复，致使电源装置提前寿命终止。
发明内容
根据以上现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种电动叉车用电源装置智能快速脉冲充电的方法，解决电源装置使用传统充电程序充电存在以上不足的问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：提供一种电动叉车用电源装置智能快速脉冲充电方法,正常使用时,包括以下步骤:当使用0.3C±0.1C电流对电源装置进行充电，当电源装置中电池总只数为n时,电源装置电压达到2.5nV±0.5V时，充电机根据充电时间自动选择下一步工艺参数。
作为一种优选的方案,当充电时间小于0.5h时，充电机选择工艺参数四；当充电时间小于1h且不小于0.5h时，充电机选择工艺参数三；当充电时间小于2h且不小于1h时，充电机选择工艺参数二；当充电时间不小于2h时，充电机选择工艺参数一。
作为一种优选的方案,工艺参数一包括以下阶段：
第一A阶段首先使用电流为0.15C～0.2C对电池进行充电，当电源装置电压达到2.5nV±0.5V或该段充电时间达到30min时转第二A阶段；
第二A阶段采用脉冲的方式对电池进行充电，使用电流为0.15C～0.2C充电，当电源装置电压再次达到2.5nV±0.5V时停止充电3S～7S，如此循环30次再转第三A阶段；
第三A阶段使用电流为0.15C～0.2C充电6S停充3S～7S作为一次脉冲周期，如此循环270次脉冲后再转第四A阶段；
第四A阶段采用电流为0.14C充电6S停充3S～7S作为一次脉冲周期，如此循环400次后再转第五A阶段；
第五A阶段使用电流为0.07C～0.1C充电1h，此时完成完全充电。
作为一种优选的方案,工艺参数二包括以下阶段：
第一B阶段首先使用电流为0.15C～0.2C对电池进行充电，当电源装置电压达到2.5nV±0.5V或该段充电时间达到25min时转第二B阶段；
第二B阶段采用脉冲的方式对电池进行充电，使用电流为0.15C～0.2C充电，当电源装置电压再次达到2.5nV±0.5V时停止充电3S～7S，如此循环30次再转第三B阶段；
第三B阶段采用电流为0.14C充电6S停充3S～7S作为一次脉冲周期，如此循环400次脉冲后再转第四B阶段；
第四B阶段使用电流为(0.07～0.1)C充电1h，此时完成完全充电。
作为一种优选的方案,工艺参数三包括以下阶段：
第一C阶段首先使用电流为0.15C～0.2C对电池进行充电，当电源装置电压达到2.5nV±0.5V或该段充电时间达到20min时转第二C阶段；
第二C阶段采用脉冲的方式对电池进行充电，使用电流为0.15C～0.2C充电，当电源装置电压再次达到2.5nV±0.5V时停止充电3S～7S，如此循环30次转第三C阶段；
第三C阶段采用强制脉冲200次的方法，即使用电流为0.14C充电6S停充3S～7S作为一次脉冲周期，如此循环200次脉冲后再转第四C阶段；
第四C阶段使用电流为0.07C～0.1C充电1h，此时完成完全充电。
作为一种优选的方案,工艺参数四包括以下阶段：
第一D阶段首先使用电流为0.15C～0.2C对电池进行充电，当电源装置电压达到2.5nV±0.5V或该段充电时间达到15min时转第二D阶段；
第二D阶段采用强制脉冲100次的方法，即使用电流为0.14C充电6S停充3S～7S作为一次脉冲周期，如此循环200次后再转第三D阶段；
第三D阶段使用电流为0.07C～0.1C充电1h，此时完成完全充电。
作为一种优选的方案,当电源装置存放3～6个月，需要维护充电时，充电机充电包括以下阶段：
第一E阶段首先使用电流为0.12C～0.14C对电池进行充电，当电源装置中电池只数为n时，电压达到2.5nV±0.5V时转第二E阶段；
第二E阶段采用强制脉冲700次的方法，即使用电流为0.12C～0.14C充电6S停充3S～7S作为一次循环周期，如此循环700次后再转第三E阶段；
第三E阶段使用电流为0.05C～0.07C对电池进行充电，当电源装置电压达到2.5nV±0.5V时转第四E阶段；
第四E阶段采用强制脉冲的方法，即使用电流为0.05C～0.07C充电6S停充3S～7S作为一次，如此循环至前四个阶段总充电量达到2C时转第五E阶段；
第五E阶段为最后一个阶段，使用电流为0.07C～0.1C充电1h，此时完成完全充电。
本发明的有益效果如下：
1、本发明所述的一种电动叉车用电源装置智能快速脉冲充电的方法，在保证产品质量的前提下，将充电时间由12小时至16小时缩短到6小时至7小时，大大提高了充电效率。充入电量也由(1.20～1.30)C缩短至(1.08～1.10)C，节省8％电量。
2、本发明所述的一种电动叉车用电源装置智能快速脉冲充电的方法，可使用电动叉车用户减少电源装置配套量，若用户连续使用电动叉车时，正常情况下每台叉车需要配套三台电源装置，采用该充电方法后，每台叉车仅需配套两台电源装置，减少1/3的采购量。
3、本发明所述的一种电动叉车用电源装置智能快速脉冲充电的方法，针对3～6个月内未曾使用过的电动叉车，其电源装置不能及时维护充电的用户，采用该方法充电后，可以将电池容量恢复到叉车停用前的状态，对电源装置起到治疗作用。
4、采用本发明所述的一种电动叉车用电源装置智能快速脉冲充电的方法，电源装置的使用寿命由目前2年延长至3年，延长了电源装置使用寿命。
具体实施方式
实施例1：
本实施例所述的一种电动叉车用电源装置智能快速脉冲充电方法，正常使用时,包括以下步骤:当使用0.3C±0.1C电流对电源装置进行充电，当电池总只数为n时,电源装置电压达到2.5nV±0.5V时，充电机根据充电时间自动选择下一步工艺参数。
如表1所示，当充电时间小于0.5h时，充电机选择工艺参数四；当充电时间小于1h且不小于0.5h时，充电机选择工艺参数三；当充电时间小于2h且不小于1h时，充电机选择工艺参数二；当充电时间不小于2h时，充电机选择工艺参数一。
表1判定依据
| 序号 | 充电时间 | 工艺参数名称 | 备注 |
| 1 | h≥2 | 工艺参数一 | |
| 2 | 1≤h＜2 | 工艺参数二 | |
| 3 | 0.5≤h＜1 | 工艺参数三 | |
| 4 | h＜0.5 | 工艺参数四 |
如表2所示，工艺参数一包括以下阶段：
第一A阶段首先使用电流为0.15C～0.2C对电池进行充电，当电源装置电压达到2.5nV±0.5V或该段充电时间达到30min时转第二A阶段；
第二A阶段采用脉冲的方式对电池进行充电，使用电流为0.15C～0.2C充电，当电源装置电压再次达到2.5nV±0.5V时停止充电3S～7S，如此循环30次再转第三A阶段；
第三A阶段使用电流为0.15C～0.2C充电6S停充3S～7S作为一次脉冲周期，如此循环270次脉冲后再转第四A阶段；
第四A阶段采用电流为0.14C充电6S停充3S～7S作为一次脉冲周期，如此循环400次后再转第五A阶段；
第五A阶段使用电流为0.07C～0.1C充电1h，此时完成完全充电；
表2工艺参数一
如表3所示，工艺参数二包括以下阶段：
第一B阶段首先使用电流为0.15C～0.2C对电池进行充电，当电源装置电压达到2.5nV±0.5V或该段充电时间达到25min时转第二B阶段；
第二B阶段采用脉冲的方式对电池进行充电，使用电流为0.15C～0.2C充电，当电源装置电压再次达到2.5nV±0.5V时停止充电3S～7S，如此循环30次再转第三B阶段；
第三B阶段采用电流为0.14C充电6S停充3S～7S作为一次脉冲周期，如此循环400次脉冲后再转第四B阶段；
第四B阶段使用电流为(0.07～0.1)C充电1h，此时完成完全充电。
表3工艺参数二
如表4所示，工艺参数三包括以下阶段：
第一C阶段首先使用电流为0.15C～0.2C对电池进行充电，当电源装置电压达到2.5nV±0.5V或该段充电时间达到20min时转第二C阶段；
第二C阶段采用脉冲的方式对电池进行充电，使用电流为0.15C～0.2C充电，当电源装置电压再次达到2.5nV±0.5V时停止充电3S～7S，如此循环30次转第三C阶段；
第三C阶段采用强制脉冲200次的方法，即使用电流为0.14C充电6S停充3S～7S作为一次脉冲周期，如此循环200次脉冲后再转第四C阶段；
第四C阶段使用电流为0.07C～0.1C充电1h，此时完成完全充电。
表4工艺参数三
如表5所示，工艺参数四包括以下阶段：
第一D阶段首先使用电流为0.15C～0.2C对电池进行充电，当电源装置电压达到2.5nV±0.5V或该段充电时间达到15min时转第二D阶段；
第二D阶段采用强制脉冲100次的方法，即使用电流为0.14C充电6S停充3S～7S作为一次脉冲周期，如此循环200次后再转第三D阶段；
第三D阶段使用电流为0.07C～0.1C充电1h，此时完成完全充电。
表5工艺参数四
如表6所示，作为一种优选的方案，当电源装置存放3～6个月，需要维护充电时，充电机充电包括以下阶段：
第一E阶段首先使用电流为0.12C～0.14C对电池进行充电，当电源装置(电池总只数为n)电压达到2.5nV±0.5V时转第二E阶段；
第二E阶段采用强制脉冲700次的方法，即使用电流为0.12C～0.14C充电6S停充3S～7S作为一次循环周期，如此循环700次后再转第三E阶段；
第三E阶段使用电流为0.05C～0.07C对电池进行充电，当电源装置电压达到2.5nV±0.5V时转第四E阶段；
第四E阶段采用强制脉冲的方法，即使用电流为0.05C～0.07C充电6S停充3S～7S作为一次，如此循环至前四个阶段总充电量达到2C时转第五E阶段；
第五E阶段为最后一个阶段，使用电流为0.07C～0.1C充电1h，此时完成完全充电。
表6维护充电工艺参数
实施例2：
本实施例以24-5DB500电源装置举例说明：
该组电源装置已在实验室按照普通充电方法进行寿命检测300次，第300次时5h率容量为额定容量的96％。
首先使用150A电流对电源装置进行充电，电压达到60.5V时的充电时间为2h15min。根据充电时间判断，应使用工艺参数一进行下一步充电。具体工艺参数见表7。
表7工艺参数
使用以上程序充电的电源装置，总充入电量为1.08(传统的充电方法总充入电量为1.20C5)，将该组电源装置进行检查放电，5h率容量为额定容量的100.2％。
使用该充电方法充电的电源装置，容量略有提升，说明该方法更有利于电池容量的恢复。
实施例3：
以24-8DB400电源装置举例说明：
在仓库中取两组存放约180天电源装置24-8DB400，电源装置在存放期间未进行维护充电，分别采用两种方法对电源装置进行充电。第一种方法为本发明专利中维护充电的工艺参数，见表8。第二种方法为传统的恒流充电、恒压限流、恒流限压充电组合方法，见表9。
表8本发明专利工艺参数
表9传统充电的组合方法
| 序号 | 阶段名称 | 充电 | 转阶段条件 |
| 1 | 第一阶段 | 80 | 恒流充电：电压至57.6V |
| 2 | 第二阶段 | 恒压58V，限流80A | 恒压限流：电流小于40A |
| 3 | 第三阶段 | 40A | 恒流限压：充电至62.4V |
| 4 | 第四阶段 | 30A | 恒流限压：充电至66V |
| 5 | 第五阶段 | 20A | 恒流限压：充电至66V |
使用以上程序充电的电源装置，分别进行检查放电，第一种方法充电的电源装置5h率容量为额定容量的98％。第二种方法充电的电源装置5h率容量为额定容量的78％。
使用本专利的充电方法充电的电源装置，容量基本恢复，使用第二种方法充电的电源装置，容量无法恢复，只能作报废处理。
本发明并不仅限于上述具体实施方式，本领域普通技术人员在本发明的实质范围内做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种电动叉车用电源装置智能快速脉冲充电方法，其特征在于,正常使用时,包括以下步骤:当使用0.3C±0.1C电流对电源装置进行充电，当电源装置中电池总只数为n时,电源装置电压达到2.5nV±0.5V时，充电机根据充电时间自动选择下一步工艺参数；当充电时间小于0.5h时，充电机选择工艺参数四；当充电时间小于1h且不小于0.5h时，充电机选择工艺参数三；当充电时间小于2h且不小于1h时，充电机选择工艺参数二；当充电时间不小于2h时，充电机选择工艺参数一；
工艺参数一包括以下阶段：
第一A阶段首先使用电流为0.15C～0.2C对电池进行充电，当电源装置电压达到2.5nV±0.5V或该段充电时间达到30min时转第二A阶段；
第二A阶段采用脉冲的方式对电池进行充电，使用电流为0.15C～0.2C充电，当电源装置电压再次达到2.5nV±0.5V时停止充电3S～7S，如此循环30次再转第三A阶段；
第三A阶段使用电流为0.15C～0.2C充电6S停充3S～7S作为一次脉冲周期，如此循环270次脉冲后再转第四A阶段；
第四A阶段采用电流为0.14C充电6S停充3S～7S作为一次脉冲周期，如此循环400次后再转第五A阶段；
第五A阶段使用电流为0.07C～0.1C充电1h，此时完成完全充电；
工艺参数二包括以下阶段：
第一B阶段首先使用电流为0.15C～0.2C对电池进行充电，当电源装置电压达到2.5nV±0.5V或该段充电时间达到25min时转第二B阶段；
第二B阶段采用脉冲的方式对电池进行充电，使用电流为0.15C～0.2C充电，当电源装置电压再次达到2.5nV±0.5V时停止充电3S～7S，如此循环30次再转第三B阶段；
第三B阶段采用电流为0.14C充电6S停充3S～7S作为一次脉冲周期，如此循环400次脉冲后再转第四B阶段；
第四B阶段使用电流为(0.07～0.1)C充电1h，此时完成完全充电；
工艺参数三包括以下阶段：
第一C阶段首先使用电流为0.15C～0.2C对电池进行充电，当电源装置电压达到2.5nV±0.5V或该段充电时间达到20min时转第二C阶段；
第二C阶段采用脉冲的方式对电池进行充电，使用电流为0.15C～0.2C充电，当电源装置电压再次达到2.5nV±0.5V时停止充电3S～7S，如此循环30次转第三C阶段；
第三C阶段采用强制脉冲200次的方法，即使用电流为0.14C充电6S停充3S～7S作为一次脉冲周期，如此循环200次脉冲后再转第四C阶段；
第四C阶段使用电流为0.07C～0.1C充电1h，此时完成完全充电；
工艺参数四包括以下阶段：
第一D阶段首先使用电流为0.15C～0.2C对电池进行充电，当电源装置电压达到2.5nV±0.5V或该段充电时间达到15min时转第二D阶段；
第二D阶段采用强制脉冲100次的方法，即使用电流为0.14C充电6S停充3S～7S作为一次脉冲周期，如此循环200次后再转第三D阶段；
第三D阶段使用电流为0.07C～0.1C充电1h，此时完成完全充电。
2.根据权利要求1所述的一种电动叉车用电源装置智能快速脉冲充电方法，其特征在于,当电源装置存放3～6个月，需要维护充电时，充电机充电包括以下阶段：
第一E阶段首先使用电流为0.12C～0.14C对电池进行充电，当电源装置中电池只数为n时，电压达到2.5nV±0.5V时转第二E阶段；
第二E阶段采用强制脉冲700次的方法，即使用电流为0.12C～0.14C充电6S停充3S～7S作为一次循环周期，如此循环700次后再转第三E阶段；
第三E阶段使用电流为0.05C～0.07C对电池进行充电，当电源装置电压达到2.5nV±0.5V时转第四E阶段；
第四E阶段采用强制脉冲的方法，即使用电流为0.05C～0.07C充电6S停充3S～7S作为一次，如此循环至前四个阶段总充电量达到2C时转第五E阶段；
第五E阶段为最后一个阶段，使用电流为0.07C～0.1C充电1h，此时完成完全充电。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |