資源描述：
《4節(jié)鎳氫電池串聯(lián)充電原理圖》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、充電過程與充電方法電池的充電過程通常可分為預(yù)充電、快速充電、補(bǔ)足充電、涓流充電四個(gè)階段。對(duì)長(zhǎng)期不用的或新電池充電時(shí)，一開始就采用快速充電，會(huì)影響電池的壽命。因此，這種電池應(yīng)先用小電流充電，使其滿足一定的充電條件，這個(gè)階段稱為預(yù)充電?？焖俪潆娋褪怯么箅娏鞒潆?，迅速恢復(fù)電池電能。快速充電速率一般在1C以上，快速充時(shí)間由電池容量和充電速率決定。為了避免過充電，一些充電器采用小電流充電。鎳鎘電池正常充電時(shí)，可以接受C/10或更低的充電速率，這樣充電時(shí)間要10h以上。采用小電流充電，電池內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生過多的氣體，電池溫度也不會(huì)過高。只要電池接到充電器上，低速率恒流充電器
2、就能對(duì)電池提供很小的涓流充電電流。電池采用小電流充電時(shí)，電池內(nèi)產(chǎn)生的熱量可以自然散去。涓流充電器的主要問題是充電速度太慢，例如，容量為1Ah的電池，采用C/10充電速率時(shí)，充電時(shí)間要10h以上。此外，電池采用低充電速率反復(fù)充電時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生枝晶。大部分涓流充電器中，都沒有任何電壓或溫度反饋控制，因而不能保證電池充足電后，立即關(guān)斷充電器。快速充電分恒流充電和脈沖充電兩種，恒流充電就是以恒定電流對(duì)電流充電，脈沖充電則是首先用脈沖電流對(duì)電池充電。然后讓電池放電，如此循環(huán)。電池脈沖的幅值很大、寬度很窄。通常放電脈沖的幅值為充電脈沖的3倍左右。雖然放電脈沖的幅值與電池
3、容量有關(guān)，但是，與充電電流幅值的比值保持不變，脈沖充電時(shí)，充電電流波形如圖1-4所示。充電過程中，鎳鎘電池中的氫氧化鎳還原為氫氧化亞鎳，氫氧化鎘還原為鎘。在這個(gè)過程中產(chǎn)生的氣泡，聚集在極板兩邊，這樣就會(huì)減小極板的有效面積，使極板的內(nèi)阻增大。由于極板的有效面積變小，充入全部電量所需的時(shí)間增加。加入放電脈沖后，氣泡離開極板并與負(fù)極板上的氧復(fù)合。這個(gè)去極化過程減小了電池的內(nèi)部壓力、溫度和內(nèi)阻。同時(shí)，充入電池的大部分電荷都轉(zhuǎn)換為化學(xué)能，而不會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w和熱量。充放電脈沖寬度的選擇應(yīng)能保證極板恢復(fù)原來的晶體結(jié)構(gòu)，從而消除記憶效應(yīng)。采用放電去極化措施后，可以提高充電效
4、率并且允許大電流快速充電。采用某些快速充電止法時(shí)，快速充電終止后，電池并未充足電。為了保證充入100%的電量，還應(yīng)加入補(bǔ)足充電過程。補(bǔ)足充電速率一般不超過0.3C。在補(bǔ)足充電過程中，溫度會(huì)繼續(xù)上升，當(dāng)溫度超過規(guī)定的極限時(shí)，充電器轉(zhuǎn)入涓流充電狀態(tài)。存放時(shí)，鎳鎘電池的電量將按C/30到C/50的放電速率減小，為了補(bǔ)償電池因自放電而損失的電量，補(bǔ)足充電結(jié)束后，充電器應(yīng)自動(dòng)轉(zhuǎn)入涓流電過程。涓流充電也稱為維護(hù)充電。根據(jù)電池的自放電特性，涓流充電速率一般都很低。只要電池接在充電器上并且充電器接通電源，在維護(hù)充電狀態(tài)下，充電器將以某一充電速率給電池補(bǔ)充電荷，這樣可使電池
5、總處于充足電狀態(tài)?？焖俪潆娊K止控制方法采用快速充電法時(shí)，充電電流為常規(guī)充電電流的幾十倍。充足電后，如果不及時(shí)停止快速充電，電池的溫度和內(nèi)部壓力將迅速上升。內(nèi)部壓力過大時(shí)，密封電池將打開放氣孔，從而使電解液逸散，造成電解液的粘稠性增大，電池的內(nèi)阻增大，容量下降。從鎳鎘電池快速充電特性可以看出，充足電后，電池電壓開始下降，電池的溫度和內(nèi)部壓力迅速上升，為了保證電池充足電又不過充電，可以采用定時(shí)控制、電壓控制和溫度控制待多種方法。（1）定時(shí)控制采用1.25C充電速率時(shí)，電池1h可充足；采用2.5C充電速率時(shí)，30min可充足。因此，根據(jù)電池的容量和充電電流，很容
6、易確定所需的充電時(shí)間。這種控制方法最簡(jiǎn)單，但是由于電池的起始充電狀態(tài)不完全相同，有的電池充不足，有的電池過充電，因此，只有充電速率小于0.3C時(shí)，才允許采用這種方法。（2）電壓控制在電壓控制法中，最容易檢測(cè)的是電池的最高電壓。常用的電壓控制法有：最高電壓（Vmax）從充電特性曲線可以看出，電池電壓達(dá)到最大值時(shí)，電池即充足電。充電過程中，當(dāng)電池電壓達(dá)到規(guī)定值后，應(yīng)立即停止快速充電。這種控制方法的缺點(diǎn)是：電池充足電的最高電壓隨環(huán)境溫度、充電速率而變，而且電池組中各單體電池的最高充電壓也有差別，因此采用這種方法不可能非常準(zhǔn)確地判斷電池已足充電。電壓負(fù)增量（－ΔV
7、）由于電池電壓的負(fù)增量與電池組的絕對(duì)電壓無關(guān)，而且不受環(huán)境溫度和充電速率等因素影響，因此可以比較準(zhǔn)確地判斷電池已充足電。這種控制方法的缺點(diǎn)是：電池電壓出現(xiàn)負(fù)增量后，電池已經(jīng)過充電，因此電池的溫度較高。此外鎳氫電池充足電后，電池電壓要經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間，才出現(xiàn)負(fù)增量，過充電較嚴(yán)重。因此，這種控制方法主要適用于鎳鎘電池。電壓零增量（0ΔV）鎳氫電池充電器中，為了避免等待出現(xiàn)電壓負(fù)增量的時(shí)間過久而損壞電池，通常采用0ΔV控制法。這種方法的缺點(diǎn)是：充足電以前，電池電壓在某一段時(shí)間內(nèi)可能變化很小，從而造成過早地停止快速充電。為此，目前大多數(shù)鎳氫電池快速充電器都采用高靈敏－
8、0ΔV檢測(cè)，當(dāng)電池電壓略有降低時(shí)，立即停止快速充電。（3）溫度控制
