专利名称：一种带压控脉冲的分级恒流充电方法
技术领域：
本发明涉及一种分级恒流充电方法，尤其是涉及一种带压控脉冲的分级恒流充电方法。
背景技术：
数千安时以上大容量铅酸蓄电池多年来一直沿用分级恒流充电方式，即逐级降低充电电流，整个充电过程根据电池型号通常分为5 7级，末级电流一般设置为第一级电流的10%左右，转级控制的判据为蓄电池电压升至析气点。这种传统分级恒流充电方式在实用中存在一个现象由于极化累积效应，每次转级(降低充电电流)后蓄电池电压很快又重新升至析气点而再次转级，致使第一级充电结束后在几分钟、甚至几十秒时间内就转入末级充电阶段。该现象导致的结果是整个充电过程时间长、末级充电阶段电池电压长时间高于析气点而产生剧烈气体析出、充入的电能大部分损耗于溶液的电解水反应而非提高溶液 密度/电池蓄能。
发明内容
本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种在第一级恒流充电电流值相同条件下、本方法使大容量铅酸蓄电池的充电时间至少缩短35%以上的一种带压控脉冲的分级恒流充电方法。本发明还有一目的是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种使大容量铅酸蓄电池在整个充电过程中的端电压(脉动电压平均值)始终未超过析气点电压、电池析气量明显大幅降低的一种带压控脉冲的分级恒流充电方法。本发明再有一目的是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种使大容量铅酸蓄电池在各阶段脉冲充放电过程中的端电压电压平均值被恒定控制在微量析气点，充电脉冲逐渐变窄、放电脉冲逐渐变宽，电流平均值缓慢下降，其规律与铅酸蓄电池最佳充电特性(马斯曲线)相吻合的一种带压控脉冲的分级恒流充电方法。本发明最后还有一目的是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种不会在现有的大功率充电设备制造水平上增加工艺难度的一种带压控脉冲的分级恒流充电方法。本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的
一种带压控脉冲的分级恒流充电方法，针对大容量铅酸蓄电池的充电，其特征在于，在每级恒流充电阶段附加一段具有去极化作用的脉冲充放电过程。在上述的一种带压控脉冲的分级恒流充电方法，所述的每级恒流充电阶段包括恒流充电和脉冲充放电过程，其中脉冲过程的充电电流幅值与本阶段的恒流值相同、放电电流幅值各阶段统一取值为第一阶段恒流值的O. 5 1%。在上述的一种带压控脉冲的分级恒流充电方法，整个充电过程分为η级阶段，每个阶段的充放电过程如下
第一阶段恒流充电电流I1值按电池电极端子及其连接电缆额定电流设置，第2、3 ···!!阶段的恒流充电电流12、I3 · · · In分别取值为I1的1/2、1/3· · ·1/η;各阶段充放电脉冲过程的充电电流取值分别与本阶段恒流充电的电流值相同，即Ip 12、I3 · · · In ;各阶段充放电脉冲过程的放电电流各阶段统一采用相同小电流，取值If= (0.0051.01)1。在上述的一种带压控脉冲的分级恒流充电方法，第I阶段恒流I1充电过程持续到电池电压升至析气点Vr，尔后进入电压控制的If至I1至If至I1至…脉冲充放电过程，其中充、放电脉冲转换的控制电压分别为(O. 95、. 98) Vr和Vr ;第2阶段的I2恒流充电和If至I2至If至I2至…脉冲充放电两个过程的过程控制与第一阶段相同，充放电脉冲转换控制电压也相同;第3阶段的I3恒流充电和If至I3至If至I3至脉冲充放电两个过程过程控制与第二阶段相同，充放电脉冲转换控制电压也相同；最后第η阶段的In恒流充电和If - In-In-In-脉冲充放电两个过程过程控制亦与第一阶段相同，但充、放电脉冲转换控制电压改为(O. 95 O. 98) Vr 和(I. 02 I. 04) Vr。 在上述的一种带压控脉冲的分级恒流充电方法，第I阶段向第2阶段转级根据第I阶段脉冲过程中一个充放电周期的充电量W1作为判据，设一个充放电脉冲周期中t。表示I1充电时间、tf表示If放电时间，则W1=I1Xtc-IfXtfJW^ ε I时转级，转级阀值ει取(O. 5^0. 9) I1安 秒；第2阶段向第3阶段转级控制方法相同，转级阀值ε 2取(O. 5^0. 9) I2安 秒；…；第η-2阶段向第η-I阶段转级控制方法相同，转级阀值ε η_2取(O. 5^0. 9) Ιη_2安·秒；直至第η-I阶段向第η阶段时，控制方法相同，只是转级阀值ε 取(O. 05、. 15)In-I安 秒。因此，本发明具有如下优点1.在第一级恒流充电电流值相同条件下，本方法使大容量铅酸蓄电池的充电时间至少缩短35%以上；2.使大容量铅酸蓄电池在整个充电过程中的端电压(脉动电压平均值)始终未超过析气点电压，电池析气量明显大幅降低；3.使大容量铅酸蓄电池在各阶段脉冲充放电过程中的端电压电压平均值被恒定控制在微量析气点，充电脉冲逐渐变窄、放电脉冲逐渐变宽，电流平均值缓慢下降，其规律与铅酸蓄电池最佳充电特性(马斯曲线)相吻合；4.在附加的脉冲充放电方式中，脉冲电流幅值并未大于传统恒流充电方式且通过正、负电流脉冲转换的控制电压设置可使脉冲频率很低(最高频率可不超过O. Γ0. 5Hz)，因此不会在现有的大功率充电设备制造水平上增加工艺难度，易于本发明所述方法转化为实用充电设备产品。
附图I是本发明的一种原理示意图。附图2是本发明实施例的一种原理示意图。
具体实施例方式下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。实施例
如附图I所示，充电分为三个阶段，每个阶段又分为恒流充电和脉冲充放电两个过程第I阶段恒流充电电流I1值按电池电极端子及其连接电缆额定电流设置，第2、3阶段的恒流充电电流12、I3分别取值为I1的1/2和1/3 ;各阶段充放电脉冲过程的充电电流取值分别与本阶段恒流充电的电流值相同，即I1U2和I3 ;各阶段充放电脉冲过程的放电电流各阶段统一采用相同小电流，取值If= 0.0061。上述三阶段的充电过程控制方法第I阶段恒流I1充电过程持续到电池电压升至析气点Vr，尔后进入电压控制的If至I1至If至I1至…脉冲充放电过程，其中充、放电脉冲转换的控制电压分别为O. 975Vr和Vr ;第2阶段的I2恒流充电和If至I2至If至I2至…脉冲充放电两个过程的过程控制与第一阶段相同，充、放电脉冲转换控制电压也相同；第3阶段的I3恒流充电和If至I3至If至I3至…脉冲充放电两个过程的过程控制与第二阶段相同，但充、放电脉冲转换控制电压改为O. 975Vr和I. 025Vr。上述三阶段的转级控制方法第I阶段向第2阶段转级根据第I阶段脉冲过程中一个充放电周期的充电量W1作为判据,设一个充放电脉冲周期中t。表不I1充电时间、1^表示If放电时间，则W1=I1Xtc-IfXtf,当Wi〈 E1时转级，转级阀值ε I取O. 831!安 秒；第2阶段向第3阶段转级控制方法相同，只是转级阀值ε 2取O. 0612安·秒。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领 域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
权利要求
1.一种带压控脉冲的分级恒流充电方法，针对大容量铅酸蓄电池的充电，其特征在于，在每级恒流充电阶段附加一段具有去极化作用的脉冲充放电过程。
2.根据权利要求I所述的一种带压控脉冲的分级恒流充电方法，其特征在于，所述的每级恒流充电阶段包括恒流充电和脉冲充放电过程，其中脉冲过程的充电电流幅值与本阶段的恒流值相同、放电电流幅值各阶段统一取值为第一阶段恒流值的O. 5 1%。
3.根据权利要求2所述的一种带压控脉冲的分级恒流充电方法，其特征在于，整个充电过程分为η级阶段，每个阶段的充放电过程如下 第一阶段恒流充电电流I1值按电池电极端子及其连接电缆额定电流设置，第2、3 ···!!阶段的恒流充电电流12、I3 · · · In分别取值为I1的1/2、1/3· · ·1/η;各阶段充放电脉冲过程的充电电流取值分别与本阶段恒流充电的电流值相同，即Ip 12、I3 · · · In ;各阶段充放电脉冲过程的放电电流各阶段统一采用相同小电流，取值If= (0.0051.01)1。
4.根据权利要求3所述的一种带压控脉冲的分级恒流充电方法，其特征在于，第I阶段恒流I1充电过程持续到电池电压升至析气点Vr，尔后进入电压控制的If至I1至If至I1至…脉冲充放电过程，其中充、放电脉冲转换的控制电压分别为(O. 95、. 98) Vr和Vr ;第2阶段的I2恒流充电和If至I2至If至I2至…脉冲充放电两个过程过程控制与第一阶段相同，充放电脉冲转换控制电压也相同；第3阶段的I3恒流充电和If至I3至If至I3至…脉冲充放电两个过程过程控制与第二阶段相同，充放电脉冲转换控制电压也相同；第η阶段的In恒流充电和If- In-In-In-脉冲充放电两个过程过程控制亦与第一阶段相同，但充、放电脉冲转换控制电压改为(O. 95、. 98) Vr和(I. 02 I. 04) Vr。
5.根据权利要求4所述的一种带压控脉冲的分级恒流充电方法，其特征在于，第I阶段向第2阶段转级根据第I阶段脉冲过程中一个充放电周期的充电量W1作为判据，设一个充放电脉冲周期中t。表示Ii充电时间、tf表示If放电时间，则W1=Ii X te-If X tf，当E1时转级，转级阀值ε i取(O. 5^0. 9) I1安 秒；第2阶段向第3阶段转级控制方法相同，转级阀值ε 2取(O. 5^0. 9) I2安·秒；…；第η-2阶段向第η_1阶段转级控制方法相同，转级阀值ε n_2m(0. 5^0. 9) In_2安·秒；直至第η-I阶段向第η阶段时，控制方法相同，只是转级阀值 Slri 取(O. 05 O. 15) Ilri 安·秒。
全文摘要
本发明涉及一种带压控脉冲的分级恒流充电方法。即在每级恒流充电阶段当蓄电池电压升至析气点时附加一段具有去极化作用的脉冲充放电过程。其中脉冲充放电过程的充电电流幅值等于本级恒流幅值、放电电流幅值取值为第一级恒流幅值的0.5～1%；而脉冲充放电过程中蓄电池的脉动电压平均值被固定控制于略低于析气点。本发明所提供的方法与大容量铅酸蓄电池目前使用的传统分级恒流充电方法相比，具有充电时间短、充电效率高、电池析气量少、对电池损伤小等特点。
文档编号H01M10/44GK102945987SQ20121048756
公开日2013年2月27日 申请日期2012年11月27日 优先权日2012年11月27日
发明者邢剑, 钱珞江, 王云鹤, 邹永铸, 张海艳, 任思敏 申请人:中国船舶重工集团公司第七一〇研究所, 钱珞江