可(kě)充(chōng)电电(diàn)池具有较高的性能价格比、放电电流大、寿命长等特点(diǎn),广泛应用于(yú)各种通信设备、仪器仪表、电气测量(liàng)装置中。但是不同类(lèi)型的电池如镍镉电池(Nicd)、镍氢电池(NiMH)和锂(lǐ)离子电池具(jù)有不同(tóng)的充电特性和过程(chéng)。不同的电池应采(cǎi)用不同的充电控制技术。
常用的控制技术有:电压负增(zēng)量控制、时间控制、温度控(kòng)制、最(zuì)高电压控制技(jì)术等。其中(zhōng)电压(yā)负增(zēng)量控制(zhì)是(shì)目前公认的较先(xiān)进(jìn)的控制方(fāng)法之一。充电时,当测量到(dào)电池电压负增量时就可以确定该电池己经充满(mǎn),从而(ér)将充(chōng)电转变(biàn)为涓流充电(diàn)。时间控制预定充电时间(jiān),当充电(diàn)时间达到后,使(shǐ)充电器停止充电或转为涓流充(chōng)电,这种(zhǒng)方法较安全。温度控制法是(shì)当电池(chí)达到充满状态时,电池温度上升较(jiào)快,测量电池温度(dù)或温度的(de)变化(huà),从而(ér)确定是(shì)否(fǒu)对电(diàn)池停止充电。最高电压控(kòng)制则是(shì)根(gēn)据(jù)充电电池的最高允许电(diàn)压来判断(duàn)充电状(zhuàng)态,这(zhè)种方法灵活性较(jiào)好。
充电器(qì)设计思想
设计通用(yòng)型(xíng)智能充电器时.需(xū)要充分考虑(lǜ)3种电池的(de)充电特性,针对每(měi)一种电池(chí)的特性给出不同的充电模式(shì)以(yǐ)及相应的算法
镍氢/镍镉电(diàn)池充电模式(shì)
这2种镍类电池具有(yǒu)相(xiàng)似的充电特性曲线,因而可以用(yòng)一样的充电算法。这2种电池的主要充电控(kòng)制参数为-ΔV和温度θ.
对镍氢/镍(niè)镉电池由预(yù)充电(diàn)到标准充电(diàn)转换的判(pàn)据为:
①单(dān)节电池(chí)电压水平0.6~1V
②电池温度(dù)-5~0C
电池饱(bǎo)和充电的判(pàn)据(jù)为:
①电池(chí)电压跌落或接(jiē)近零增长–ΔV= 6~15mV/节
②电池(chí)最高温(wēn)度θmax>50℃
③电池(chí)温度上升率dθ/dt≥1.0℃/min
由于温度的变化容易(yì)受环境影响,因而实际(jì)用于判别充电各阶段的变量主要为–ΔV、θmax,其(qí)中(zhōng)对–ΔV的检测需要有足够的(de)A/D分辨率和(hé)较高的电流稳定度.-△V的测量(liàng)与(yǔ)A/D分辨率(lǜ)、充电电流的稳(wěn)定性与电池(chí)内阻之间(jiān)有以下关(guān)系:当(dāng)电(diàn)池内(nèi)阻等于(yú)50Ω(接(jiē)近(jìn)饱和充电)时,充电电流=1200mA,电流(liú)漂移等于5%,单节(jiē)电(diàn)池的最高(gāo)充电电压为1.58V,则(zé)此时电流漂移可(kě)能引起的(de)电池电压(yā)变(biàn)化(huà)为3 mV。
锂离子(zǐ)电(diàn)池充电模式
在锂离子电池充电采(cǎi)样时,测量到的电压是电池的在线电(diàn)压(yā),一般在线电压要高于(yú)静(jìng)态电(diàn)压(与内(nèi)阻(zǔ)有关).在充电器设计中,对锂离子(zǐ)电池(chí)充电各阶(jiē)段(duàn)转换(huàn)判断(duàn)的测量(liàng)参数只有在线电压,电压采样偏差小于 0.05 V.
充电电池的分类
普(pǔ)通蓄电(diàn)池:普(pǔ)通蓄(xù)电(diàn)池的极板是由铅和铅的氧化物(wù)构(gòu)成(chéng),电解液是硫酸的水溶液。它的(de)主要优点是电压稳定;缺点是比能(néng)低(即(jí)每公斤(jīn)蓄电池存(cún)储的电能(néng))、使(shǐ)用寿命短。
干荷蓄(xù)电池(chí):它的全称是干式荷电铅酸蓄电池,它(tā)的主要特点是负极(jí)板有较(jiào)高(gāo)的储(chǔ)电能(néng)力,在完全干燥状(zhuàng)态下,能在(zài)两年内(nèi)保存所得到的电量(liàng),使用时,只需加入电(diàn)解(jiě)液,等过20—30分钟就可使用。
免维(wéi)护蓄电池:免维护蓄电池由于自(zì)身结构上的优势,电解液(yè)的消耗量非(fēi)常小,在使用寿命(mìng)内基本不需要补充(chōng)蒸(zhēng)馏水。它还具有耐震、 耐高温等(děng)特点(diǎn)。