鉛酸蓄電池充電技術(shù)分析

文振宇

（湖南省長沙市雅禮中學(xué)，長沙 410007）

鉛酸蓄電池充電技術(shù)分析

文振宇

（湖南省長沙市雅禮中學(xué)，長沙 410007）

鉛酸蓄電池最早誕生于1859年，經(jīng)歷了多年的發(fā)展歷程，鉛酸蓄電池已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。隨著技術(shù)的發(fā)展，鉛酸蓄電池充電技術(shù)也有了較大提高，浮充電法、脈沖電流充電法以及智能型充電方法都為鉛蓄電池充電提供了更多的選擇。

鉛酸蓄電池；充電技術(shù)；分析

隨著技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，電池工業(yè)技術(shù)得到了很大的改進(jìn)。由于近幾年推行綠色能源，使電動汽車興起并且得到迅速推廣，為鉛酸蓄電池充電提供動力也就成為了重要的技術(shù)。由于蓄電池的自身缺陷，鉛酸蓄電池的技術(shù)改進(jìn)也正面臨著更大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池正極板容易膨脹會出現(xiàn)“酸分層”，進(jìn)而造成充電不足等問題。由于鉛酸蓄電池的正極板非常容易被腐蝕，就造成了鉛酸蓄電池的續(xù)航能力不斷衰退。

1　傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池充電技術(shù)

目前，世界上傳統(tǒng)的給鉛酸蓄電池充電的方法有恒流充電和恒壓充電兩種方式。恒流充電顧名思義，就是在蓄電池充電的時(shí)候?qū)㈦娏骶S持在恒定值。這種充電方法能夠迅速地實(shí)現(xiàn)充電，但是也可能會因充電過多對電池有很大損壞。恒壓充電則相反，在充電過程中，如果保持恒定的電壓就很有可能會造成充電不足等現(xiàn)象。

無論是恒流充電，還是恒壓充電都會有這樣那樣的缺陷，后來，人們就采用這兩種充電方法相結(jié)合的充電方法——kRn.電池充電法。這種鉛酸蓄電池的充電方法可以分成兩種形式，第一種是末期恒流的限流恒壓充，該種形式分為限流恒壓和末期階段，而末期階段，又有高電壓限制恒流充電和恒流階段不限壓兩種。雖然，這種蓄電池充電方法結(jié)合了恒流充電和恒壓充電的好處，但是階段限流恒壓充電也會造成kRn.電池過早的失效。可以看出先用比較高的電流充電，與恒流充電不同的是，所用低電壓會對其進(jìn)行限制，之后又能夠回到之前的預(yù)定值。雖然這種充電方法相比恒流充電來說安全性能更高，但是與真正的恒壓充電一樣，都會產(chǎn)生充電不足的現(xiàn)象，而且這種現(xiàn)象會隨著電池的老化越來越嚴(yán)重。

20世紀(jì)60年代中期，美國科學(xué)家馬斯對蓄電池的充電方法進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究，并提出以最低出氣率為前提，蓄電池可以接受的充電曲線。試驗(yàn)表明，按照這種曲線進(jìn)行充電，可以大大縮短充電時(shí)間，對蓄電池容量和壽命也沒有影響。

2　鉛酸蓄電池充電技術(shù)分析

2.1浮充電法

人們采用一種連續(xù)長時(shí)間的恒壓充電的方法稱為浮充電法。這種浮充電法能夠確保鉛酸蓄電池和單體電池完全充電。與此同時(shí)，也避免了充電電流會縮短蓄電池壽命的情況。浮充電法主要應(yīng)用于備用電源的充電，浮充電法采用涓流充電，電流很小，充電時(shí)間會大大延長，因此浮充電法一般都是和其他的充電方法相結(jié)合使用。

2.2脈沖電流充電法

為了縮短鉛酸蓄電池充電的時(shí)間，使其快速充滿電，同時(shí)還要盡量減少蓄電池正負(fù)極板的極化現(xiàn)象，人們使用了脈沖電流充電的方法對蓄電池進(jìn)行充電。

脈沖電流充電的方法有兩種，分別是周期不變控制振幅和振幅不變減小周期。這兩種充電方法有著共同的目的，就是隨著充電終點(diǎn)的臨近，每一個(gè)充電脈沖將會傳遞一個(gè)遞減的電量到達(dá)鉛酸蓄電池里面。這樣巧妙地避免了對鉛酸蓄電池過量的充電和析氣現(xiàn)象，還能在脈沖關(guān)閉期間，最大程度地減小極化作用的影響，使得鉛酸蓄電池可以進(jìn)行熱量的消散和溶液的擴(kuò)散。這種充電方式不僅提高了充電的效率，而且還能夠用比較高的末期電流充電，所以說，脈沖電流充電這種方式與上面的幾種方法相比優(yōu)點(diǎn)更加明顯。

2.3智能型充電方法

因?yàn)樘囟ǖ你U酸蓄電池充電接受率不受傳統(tǒng)的充電方法影響，而且還不能對不同的工作模式進(jìn)行針對性地切換。因此，越來越多的研究者采用了智能充電的方法給蓄電池進(jìn)行充電。智能充電方法相比上面幾種充電方法就比較先進(jìn)了。而且智能充電方法采集鉛蓄電池的各種信號。由于這個(gè)原因，我們就實(shí)現(xiàn)了對電壓等級和類型型號不同的電池進(jìn)行智能快速充電的目標(biāo)。同時(shí)，這種智能充電的控制系統(tǒng)還能夠監(jiān)視鉛蓄電池的電池容量，實(shí)際上就是采用了一種向量機(jī)回歸算法對電池的容量進(jìn)行預(yù)測，而且預(yù)測的誤差能夠控制在9D以下，這比中國國內(nèi)的電池容量預(yù)測要精密很多。

對鉛蓄電池進(jìn)行智能充電的方法在充電效率和效果方面有很多的有利條件。不過，如果我們采用智能充電的技術(shù)對鉛蓄電池進(jìn)行充電的話，會有較高的成本，智能充電方法的造價(jià)仍然是我們需要重點(diǎn)解決的一個(gè)問題。

3　為鉛酸蓄電池除S的重要性和簡單介紹

鉛酸蓄電池的除S技術(shù)也是鉛酸蓄電池充電技術(shù)不得不提到的一個(gè)部分。除S完全的鉛蓄電池在充電效率和壽命方面都會得到明顯的提升。通常我們采用的除S方法就是物理除S法，這種方法已經(jīng)在鉛蓄電池的制造行業(yè)流行很長時(shí)間了。具體方法是除S化電流在消除了硫酸鉛之后仍接在鉛蓄電池上面。

4　結(jié)語

由于新型能源的開發(fā)使用以及二次電池的改進(jìn)和廣泛推廣，各種新型鉛酸蓄電池大量的出現(xiàn)，未來我們在提高鉛酸蓄電池的充電效率和使用壽命方面，都面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

［1］ 賈全倉，李俊文，劉經(jīng)華.汽車鉛酸蓄電池的充電方法探討［J］.公路與汽運(yùn)，2009，（03）：290-291.

［2］ 趙明富，陳艷，羅渝微，等.光纖鉛酸蓄電池容量傳感器研究［J］.壓電與聲光，2007，（01）：327-328.

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2015-09-10