CN1877901A - 蓄电池充电控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蓄电池充电控制方法，它的特点是采用三元控制方法，即引入充电电量、充电电压和充电电流三个参数对充电过程的三阶段进行全程控制，以蓄电池三个阶段的充电量是否达到预定值作为是否结束充电的唯一依据。本发明方法对充电过程做到精确控制，不管新旧蓄电池，基本消除了其充电不足和过充现象等，极大延长了蓄电池的使用寿命；同时，由于该方法完全由微处理器控制，在整个充电过程中无需人为操作。

Description

蓄电池充电控制方法

技术领域

本发明涉及一种适用大容量(通常指60AH以上)铅酸蓄电池充电的蓄电池充电控制方法。

背景技术

上世纪60年代，美国科学家马斯提出蓄电池最佳充电曲线(法)理论。而现有技术的恒流、恒压充电方法、变电流间歇充电法、变电压间歇充电法和脉冲充电法等，均是围绕最佳充电曲线来设计的，目的就是使充电曲线尽可能逼进最佳充电曲线，以充电曲线来判断充电的程度，即现有技术均采用充电曲线来判断、控制充电程度。

曲线控制法是根据蓄电池端电压与电量之间的函数关系来判断充电程度的，然而，这种曲线关系并不是固定的，它会随蓄电池的使用时间、充电时的环境温度发生改变。其改变的趋势为：随着蓄电池的使用时间增加或温度的升高，蓄电池的实际容量会减小，即同一电压所对应的电量会下降。在采用曲线控制法的充电器中，没有引入电量控制，它是以充电电压和充电电流作为依据，以充电曲线来确定电量，由于电流曲线受蓄电池使用时间和环境温度的影响较大，因而有较大的误差，即现有的充电控制方法无法做到对充电电量的精确控制，从而导致蓄电池尤其是旧的蓄电池充电不足或过充或充电不停等，致使蓄电池过早结束使用寿命，且操作人员工作量大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺陷，提供一种以蓄电池的充电电量作为判断是否充足的依据，并能对蓄电池充电电量进行精确控制，从而使各种新旧蓄电池均处于最佳充电状态的蓄电池充电控制方法。

本发明的技术指导思想是，采用三元控制方法，即引入充电电量、充电电压和充电电流三个参数对充电过程的三阶段进行全程控制，以蓄电池三个阶段的充电电量是否达到预定值作为是否结束充电的唯一依据。

本发明的技术解决方案是，提供一种蓄电池充电控制方法，它包括以下步骤：

(1)、a、读取预先设置好的充电参数；

b、将充电电量分解为三个阶段充电电量；

c、用标准电压换算出最低电压及第一、第二、第三阶段的限制电压；

d、换算出第一、第二、第三阶段的充电电流；

(2)、判断蓄电池两端电压是否低于最低电压：是，停充并警告；否(即不是，下同)，转“(3)、a”步骤；

(3)、a、进入第一阶段的充电并判断是否达到第一阶段充电电量：是，转下述的“(4)、a”步骤；否，判断蓄电池两端电压是否超过第一阶段限制电压：

b、是，转下述的“(4)、a”中“否”的步骤；否，采用第一阶段电流充电；

c、判断充电电量是否累计达到1AH：是，充电电量累加1并按先第一、再第二阶段的顺序将设置电量减1，减1后回到“(3)、a”步骤；否，回到“(3)、a”步骤；

(4)、a、进入第二阶段的充电并判断是否达到第二阶段充电电量：是，转下述的“(5)、a”步骤；否，判断蓄电池两端电压是否高于第二阶段限制电压：

b、是，暂停充电，等待电压下降到低于第二阶段限制电压：判断暂停是否超过设定的次数N次：是，按先第一、再第二阶段的顺序将设置电量减1，设置电量减1后，待蓄电池两端电压下降至第二阶段限制电压之下时，采用第二阶段电流充电；否，待蓄电池两端电压下降至第二阶段限制电压之下时，采用第二阶段电流充电；

否，判断蓄电池两端电压是否低于第一阶段的限制电压：是，回到“(3)、b、”中“否”的步骤；否，采用第二阶段电流充电，回到“(3)、c、”步骤；

(5)、a、进入第三阶段的充电并判断第三阶段充电电量是否达到：是，充电结束；否，判断蓄电池两端电压是否超过第三阶段限制电压：

b、是，暂停充电等待电压下降，待蓄电池两端电压下降至第三阶段限制电压以下时，采用第三阶段电流充电；否，采用第三阶段电流充电；

c、判断充电电量是否累计到1AH：是，充电电量累加1并将第三阶段设置电量减1，电量减1后回到“(5)、a”步骤；否，回到“(5)、a”步骤。

本发明与现有技术相比，具有以下显著优点和有益效果：

一、本方法在控制中引入了充电电量对充电过程做到精确控制，它判断充电的程度是以实际充了多少电量为充电程度的标准，充电是否结束由充电电量是否达到设定值来决定，即以蓄电池三个阶段的充电电量是否达到预定值作为是否结束充电的唯一依据。因此蓄电池的使用时间、充电时的温度对其不会产生影响。不管是新蓄电池、旧蓄电池还是老化蓄电池或有残余量的蓄电池，都能使其处于最佳充电状态，基本消除了其充电不足或过充等现象，大幅度延长了蓄电池的使用寿命。

二、本方法通过对充电器不同充电阶段的充电电量、充电电流及转换端电压即充电电压进行设置，并由微处理器按设置的数据来控制充电全过程，整个充电过程由微处理器进行自动控制，无需人为看守。如电量自动平衡控制：在充电很满足时，蓄电池的两端电压会超过极限电压，充电器会出现暂停，每暂停一次，充电器会将设置的电量减去1AH，这样，若蓄电池充电前的电量越多，被减去的量就越大，这样保证正常充电和补充电两种方式兼顾，省去了人工调整的麻烦。

三、本方法引入极限电压控制参数，并实现电量的自动调整，在充电过程中如电压超过极限控制电压则停充，既防止因电压过高而损坏蓄电池，又减轻了充电过程中的极化现象，并且以调整电量的方式防止过充电。当蓄电池使用一段时间后其容量下降时，表现出的情况类似于复充电过程，但在暂停充电时电压下降很快，充电时电压上升很慢，实际充电所占比重较大，因此被调整的电量相对较小，因而强制充电的比重加大，这对于恢复蓄电池容量有很重要的意义。

附图说明

附图为本蓄电池充电控制方法的工作步骤流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明远不限于以下具体实施例。

为实现本发明方法，其控制信号产生和控制处理由一个微处理器完成，所述微处理器采用智能芯片PIC16F877A，它是功能强大的八位单片机，它有256BM的EEPROM，它在程序执行前写入预定的参数，断电后也不会丢失，确保进行参数设置后整个充电控制过程得以顺利执行。

下面以一个额定电压为24V、额定容量为210AH、额定电流为26A的铅酸蓄电池为例，具体说明本发明蓄电池充电控制方法。

本发明蓄电池的充电控制方法的工作步骤如下：

首先，充电器进入工作状态后，微处理器读取预先设置好的充电参数。然后微处理器将充电电量分解为三个阶段充电电量；依据蓄电池容量设置最低电压，即用标准电压换算出最低电压，再用标准电压换算出第一阶段、第二阶段和第三阶段的限制电压；根据蓄电池所允许的最大电流和充电电量及充电时间换算出第一阶段、第二阶段和第三阶段的充电电流。本实施例最低电压和各阶段限制电压：最低电压根据蓄电池容量的不同而不同，最低电压选为18V；第一阶段的限制电压选为额定电压的1.2倍，即24V×1.2＝28.8V，第一阶段中恒流充电与变流充电的转换电压选为28.2V；第二阶段和第三阶段的限制电压选为额定电压的1.325倍，即24V×1.325＝31.8V。三个阶段的充电电量：总的充电电量选为额定充电电量的1.2倍，即210AH×1.2＝252AH。第一阶段充电电量选为总充电电量的80％，即252AH×0.8＝202AH；第二阶段的充电电量选为总充电电量的15％，即252AH×0.15＝38AH；第三阶段的充电电量选为总充电电量的5％，即252AH×0.05＝12AH。三个阶段的充电电流：第一阶段的充电电流选为额定电流26A；第二阶段的充电电流选为第一阶段的一半为13A；第三阶段选为第二阶段的约一半为7A。在本实施例中暂停次数N次在程序中设置为5次。

在充电过程中第一步先要判断蓄电池电压是否在最低电压之上，如果蓄电池端压即两端电压小于最低电压18V，则证明蓄电池已损坏，不再进行充电，并发出报警信号，否则进入第一阶段的充电，判断是否到达第一阶段的充电电量202AH，如果没有到达，判断蓄电池两端电压是否超过第一阶段的限制电压28.8V，没有超过则采用第一阶段的充电电流26A充电(若超过第一阶段的限制电压28.8V，则转入下述的判断蓄电池两端电压是否高于第二阶段限制电压31.8V的步骤)。再判断充电电量是否累计到1AH，如果没有到达，回到判断是否到达第一阶段充电电量。如判断充电电量累计到达1AH后，充电电量累加1并按先第一、再第二阶段的顺序将设置电量减1为201AH。再来判断是否到达第一阶段的充电电量，即设置电量是否为零，没到达复上述循环。直到第一阶段的充电电量设置减为零时为止，即认为到达第一阶段的充电电量则转入第二阶段充电。

当第一阶段充电电量到达后，进入第二阶段的充电，充电过程中判断是否到达第二阶段充电电量38AH，没到达则判断蓄电池两端电压是否高于第二阶段限制电压31.8V，不高于则判断蓄电池两端电压是否低于第一阶段的限制电压28.8V，如果低于则采用第一阶段的电流26A进行充电，再重复第一阶段的循环。若蓄电池两端电压不低于第一阶段限制电压，则采用第二阶段电流13A充电，再判断充电电量累计是否到达1AH，重复上面的(判断充电电量累计是否到达1AH后的)步骤。如果蓄电池端压高于第二阶段的限制电压31.8V，则暂时停止充电，等待电压下降。再进行判断是否暂停了5次，不是，再来判断蓄电池两端电压是否下降到第二阶段限制电压31.8V之下，如不是则继续等待电压下降，直到下降到第二阶段限制电压31.8V之下后再采用第二阶段电流充电，重复上面(判断充电电量累计是否到达1AH及以后的)步骤。如果是暂停了5次，则按先第一、再第二阶段的顺序将设置电量减1为37AH，再来判断蓄电池两端电压是否下降到第二阶段限制电压31.8V以下，到下降至第二阶段限制电压31.8V之下后再采用第二阶段电流充电，再重复上面(判断充电电量累计是否到达1AH及以后的)步骤。

第二阶段充电电量到达后，则进入第三阶段的充电，在充电过程中判断第三阶段充电电量是否到达12AH。到达则充电结束。没到达，判断蓄电池两端电压是否超过第三阶段限制电压31.8V，没超过则用第三阶段电流7A充电。若蓄电池两端电压超过第三阶段的限制电压31.8V则暂停充电，等待电压下降，当蓄电池两端电压下降到第三阶段限制电压31.8V以下时，采用第三阶段电流7A充电，并判断充电电量是否累计到1AH，未到达则继续从判断第三阶段充电电量是否到达12AH开始循环。累计到1AH则充电电量累加1、第三阶段设置电量减1为11AH，再从判断第三阶段充电电量是否到达开始循环。直到第三阶段充电电量满，即第三阶段的充电量减为0，充电结束。

Claims (1)

1、一种蓄电池充电控制方法，其特征在于：它包括以下步骤：

(1)、a、读取预先设置好的充电参数；

b、将充电电量分解为三个阶段充电电量；

c、用标准电压换算出最低电压及第一、第二、第三阶段的限制电压；

d、换算出第一、第二、第三阶段的充电电流；

(2)、判断蓄电池两端电压是否低于最低电压：是，停充并警告；否，转“(3)、a”步骤；

(3)、a、进入第一阶段的充电并判断是否达到第一阶段充电量：是，转下述的“(4)、a”步骤；否，判断蓄电池两端电压是否超过第一阶段限制电压：

b、是，转下述的“(4)、a”中“否”的步骤；否，采用第一阶段电流充电；

c、判断充电电量是否累计达到1AH：是，充电电量累加1并按先第一、再第二阶段的顺序将设置电量减1，减1后回到“(3)、a”步骤；否，回到“(3)、a”步骤；

(4)、a、进入第二阶段的充电并判断是否达到第二阶段充电电量：是，转下述的“(5)、a”步骤；否，判断蓄电池两端电压是否高于第二阶段限制电压：

b、是，暂停充电，等待电压下降到低于第二阶段限制电压：判断暂停是否超过设定的次数N次：是，按先第一、再第二阶段的顺序将设置电量减1，设置电量减1后，待蓄电池两端电压下降至第二阶段限制电压之下时，采用第二阶段电流充电；否，待蓄电池两端电压下降至第二阶段限制电压之下时，采用第二阶段电流充电；

否，判断蓄电池两端电压是否低于第一阶段的限制电压：是，回到“(3)、b、”中“否”的步骤；否，采用第二阶段电流充电，回到“(3)、c、”步骤；

(5)、a、进入第三阶段的充电并判断第三阶段充电电量是否达到：是，充电结束；否，判断蓄电池两端电压是否超过第三阶段限制电压：

b、是，暂停充电等待电压下降，待蓄电池两端电压下降至第三阶段限制电压以下时，采用第三阶段电流充电；否，采用第三阶段电流充电；

c、判断充电电量是否累计到1AH：是，充电量累加1并将第三阶段设置电量减1，电量减1后回到“(5)、a”步骤；否，回到“(5)、a”步骤。

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