镍氢镍镉快速充电终止控制方法

2009-11-03


镍氢镍镉快速充电终止控制方法:

            从镍氢镍镉电池快速充电特性可以看出,充足电后,电池电压开始下降,电池的温度和内部压力迅速上升,

为了保证电池充足电又不过充电,经常采用定时控制、电压控制和温度控制等多种方法:

    (1)定时控制:

           采用1.25C充电速率时,电池1h可充足;采用2.5C充电速率时,30min可充足。因此,根据电池的容量和充电电流,

很容易确定所需的充电时间。这种控制方法最简单,但是由于电池的起始充电状态不完全相同,有的电池充不足,

有的电池过充电,因此,只有充电速率小于0.3C时,才允许采用这种方法。

    (2)电压控制:

           在电压控制法中,最容易检测的是电池的最高电压。常用的电压控制法有:

           最高电压(Vmax) 从充电特性曲线可以看出,电池电压达到最大值时,电池即充足电。充电过程中,当电池

电压达到规定值后,应立即停止快速充电。这种控制方法的缺点是:电池充足电的最高电压随环境温度、充电速率而

变,而且电池组中各单体电池的最高充电压也有差别,因此采用这种方法不可能非常准确地判断电池已足充电。

           电压负增量(-ΔV) 由于电池电压的负增量与电池组的绝对电压无关,而且不受环境温度和充电速率等因素

影响,因此可以比较准确地判断电池已充足电。这种控制方法的缺点是:电池电压出现负增量后,电池已经过充电,

因此电池的温度较高。此外鎳氫電池充足电后,电池电压要经过较长时间,才出现负增量,过充电较严重。因此,

这种控制方法主要适用于镍镉电池。

           电压零增量(0ΔV) 鎳氫電池充电器中,为了避免等待出现电压负增量的时间过久而损坏电池,通常采用0ΔV

控制法。这种方法的缺点是:充足电以前,电池电压在某一段时间内可能变化很小,从而造成过早地停止快速充电。

为此,目前大多数鎳氫電池快速充电器都采用高灵敏-0ΔV检测,当电池电压略有降低时,立即停止快速充电。

    (3)温度控制:

          为了避免损坏电池,电池温度过低时不能开始快速充电,电池温度上升到规定数值后,必须立即停止快速充电。

          常用的温度控制方法有:

          最高温度(Tmax):充电过程中,通常当电池温度达到45℃时,应立即停止快速充电。电池的温度可通过与电池

装在一起的热敏电阻来检测。这种方法的缺点是热敏电阻的响应时间较长,温度检测有一定滞后,同时,电池的最高

工作温度与环境温度有关。当环境温度过低时,充足电后,电池的温度也达不到45℃。

          温升(ΔT):为了消除环境影响,可采用温升控制法。当电池的温升达到规定值后,立即停止快速充电。为了实

现温升控制,必须用两只热敏电阻,分别检测电池温度和环境温度。

          温度变化率(ΔT/Δt): 镍氢和镍镉电池充足电后,电池温度迅速上升,而且上升速率ΔT/Δt基本相同,当电池温度

每分钟上升1℃时,应当立即终止快速充电,为了提高检测精度应设法减小热敏电阻非线性的影响。

          最低温度(Tmin) 当电池温度低于10℃时,采用大电流快速充电,会影响电池的寿命。在这种情况下,充电器

应自动转入涓流充电,待电池的温度上升到10℃后,再转入快速充电。

    (4)综合控制:

          上述各种控制方法各有优缺点。为了保证在任何情况下,均能准确可靠地控制电池的充电状态,目前镍氢镍镉

快速充电器中通常采用包括定时控制、电压控制和温度控制的综合控制法。

十.锂离子/锂聚合物电池充电方法:

          目前锂电池充电主要是限压限流法,初期恒流(CC)充电,电池接受能力最强,随着充电过程不断进行,极化作

用加强,温升加剧,电压上升,当荷电达到约70~80%时,电压达到最高充电限制电压,转入恒压(CV)充电阶段。在

恒压阶段,有称涓流充电,大约花费30%的时间充入10%的电量,电流强度减小,温升不再增加。

          这种过程考虑电池组总电压或平均电压控制,其实总有单体电压较高者,相对组内其它电池已经进入过充电阶

段。同理,在放电时,在组内就有过放电电池,过充过放对电池的损害都是致命的,不同之处仅在于过充产生大量气

体、易自燃和爆炸、表象剧烈;过放外观变化和缓、但失效速度却极快,在正常使用中都应严格避免出现。

          对此,就有一种称为并联控制、均衡管理的新的锂电充电方法,能够对每一节电蕊单独进行充放电管理,均衡控制,

这种动态均衡集中了放电均衡与充电均衡两种均衡的优点,尽管单体电蕊之间初始容量、电压、内阻等有差异,在工

作中却能保证相对的充放电强度和深度的一致性,渐进达到共同的寿命终点。这种方法对大电流放电特别适用,我公

司现已研制出对多达20节的串联锂电进行PCB均衡保护,最高放电电流可达100A。

          因此,在给锂电池充电时,一定要使用专用的锂电充电器,特别是要注意与所使用的电蕊的参数要配套,要一

致,当锂电池组合使用时,一定要给电池组加PCB保护板,才可能避免电蕊豉包,漏液,甚至起火,爆炸,尽可能长地延

长电池的使用寿命,不过充不过放,增加电池的循环使用次数。


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