專利名稱：一種蓄電池充電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種蓄電池充電方法。
背景技術(shù)：
鉛酸蓄電池作為動(dòng)力電池應(yīng)用于電動(dòng)自行車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)電源，因其成本低廉和技術(shù)可靠得到廣泛應(yīng)用。但是用戶在使用過(guò)程中的放電深度，放電電流大小以及充電器的充電方法等使用條件對(duì)蓄電池的使用壽命產(chǎn)生顯著影響，尤其是充電不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致蓄電池?zé)崾Э?，熱失控已是目前電?dòng)車(chē)電池退貨或報(bào)廢的主要原因之一。目前動(dòng)力電池的充電
方式主要是恒流--〖亙壓——浮充三段式充電方法，這種充電方法為防止電池充電不足，
沒(méi)有限制充電時(shí)間，導(dǎo)致另一種極端，電池失水嚴(yán)重，很多電池最后應(yīng)電解液干涸或熱失控而失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是保證電池能被充足電的條件下減少電池充電過(guò)程的失水率，杜絕電池因充電失控而臌脹失效。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種蓄電池充電方法，依次按照以下步驟進(jìn)行A.先測(cè)量蓄電池的溫度T，根據(jù)Ur= n[U25r+k(T-25)]公式計(jì)算蓄電池充電限制電壓Ur值，式中U 25°C時(shí)蓄電池充電限制電壓，范圍是2. 35 2. 50V/單體；k為溫度補(bǔ)償系數(shù)，范圍是-5 -2mV/°C;n為蓄電池串聯(lián)單體數(shù)；對(duì)蓄電池進(jìn)行恒流充電，恒流值為 0. 05 0. 5倍電池兩小時(shí)率額定容量值；B.每隔5至1000秒采集一次蓄電池電壓U實(shí)，比較U$和蓄電池充電限制電SU限的值，如果U3^ UR，則電池進(jìn)入限制電壓充電階段采用Ur充電；如果蓄電池電壓^未達(dá)到蓄電池充電限制電壓U ^前已不再上升，則電池也進(jìn)入限制電壓充電階段；C.蓄電池進(jìn)入限制電壓充電階段后，充電器計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，每隔一段時(shí)間t采集充電電壓Ut和充電電流It，時(shí)間間隔t的范圍為1至600秒；D.根據(jù)步驟C中的充電電壓Ut、充電電流It和時(shí)間間隔t，通過(guò)tx · It · Ut計(jì)算積時(shí)功率Wt，X的取值范圍在0. 3至3之間，如果積時(shí)功率Wt大于等于設(shè)定功率WR，限制電壓下降Upf值，每單體每分鐘Upf取值范圍在ImV 100mV，當(dāng)t的單位為h，U的單位取為V，I 的單位取為A時(shí)，設(shè)定功率Wr限制范圍在0. 2 2Wmax，Wfflax指充電器的最大輸出功率或電池充電過(guò)程中的最大接受功率。優(yōu)選的，所述步驟B中每隔600秒采集一次蓄電池電壓；所述步驟C中時(shí)間間隔為300秒；能較好的監(jiān)測(cè)步驟B中的蓄電池電壓和步驟C中充電電流、充電電壓。一種蓄電池充電方法，依次按照以下步驟進(jìn)行A.先測(cè)量蓄電池的溫度T，根據(jù)Ur= n[U25r+k(T-25)]公式計(jì)算蓄電池充電限制電壓Ur值，式中為25°C時(shí)蓄電池充電限制電壓，范圍是2. 35 2. 50V/單體；k為溫度
3補(bǔ)償系數(shù)，范圍是-5 -2mV/°C;n為蓄電池串聯(lián)單體數(shù)；對(duì)蓄電池進(jìn)行恒流充電，恒流值為 0. 05 0. 5倍電池兩小時(shí)率額定容量值；B.每隔5至1000秒采集一次蓄電池電壓U實(shí)，比較U$和蓄電池充電限制電SU限的值，如果U3^ UR，則電池進(jìn)入限制電壓充電階段采用Ur充電；如果蓄電池電壓^未達(dá)到蓄電池充電限制電壓U ^前已不再上升，則電池也進(jìn)入限制電壓充電階段；C.蓄電池進(jìn)入限制電壓充電階段后，充電器計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，每隔一段時(shí)間t采集充電電壓Ut和充電電流It，時(shí)間間隔t的范圍為1至600秒；D.根據(jù)步驟C中的充電電流It和間隔時(shí)間t，通過(guò)tx-It計(jì)算積時(shí)電流，X的取值范圍在0. 3至3之間，如果積時(shí)電流值超過(guò)設(shè)定電流I R時(shí)，限制電壓下降Upf值，每單體每分鐘Upf取值范圍在ImV IOOmV ；當(dāng)t的單位為h，I的單位取為A時(shí)，限制電流I R的范圍在0. 2 2Imax，Imax指充電過(guò)程最大的充電電流。優(yōu)選的，所述步驟B中每隔600秒采集一次蓄電池電壓；所述步驟C中時(shí)間間隔為300秒；能較好的監(jiān)測(cè)步驟B中的蓄電池電壓和步驟C中充電電流。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是在蓄電池循環(huán)壽命的初期，電池在恒壓充電階段，電池充電電流呈指數(shù)正常下降，本充電方法中涉及的積時(shí)充電功率和積時(shí)充電電流對(duì)電池的充電幾乎不產(chǎn)生影響，保證電池能被正常充足電；但是隨著電池循環(huán)的進(jìn)行，電池的失水導(dǎo)致氧復(fù)合效率的增加，電池在恒壓充電階段電流的下降變緩，更增加電池的失水速率，嚴(yán)重時(shí)時(shí)會(huì)導(dǎo)致電池?zé)崾Э?，此時(shí)，使用本發(fā)明的充電方法，其中的積時(shí)充電功率和積時(shí)充電電流限制迫使充電限制電壓呈梯度下降，迫使充電電流下降，以達(dá)到降低失水，延長(zhǎng)使用壽命，杜絕電池充電熱失控現(xiàn)象的發(fā)生。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的流程圖一；圖2為本發(fā)明實(shí)施例二的流程圖二。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一參閱圖1為本發(fā)明一種蓄電池充電方法的實(shí)施例一，一種蓄電池充電方法，依次按照以下步驟進(jìn)行A.先測(cè)量蓄電池的溫度T，根據(jù)Ur= n[U25r+k(T-25)]公式計(jì)算蓄電池充電限制電壓Ur值，式中U 25°C時(shí)蓄電池充電限制電壓，范圍是2. 35 2. 50V/單體；k為溫度補(bǔ)償系數(shù)，范圍是-5 -2mV/°C;n為蓄電池串聯(lián)單體數(shù)；對(duì)蓄電池進(jìn)行恒流充電，恒流值為 0. 05 0. 5倍電池兩小時(shí)率額定容量值；B.每隔600秒采集一次蓄電池電SU$，比較U $和蓄電池充電限制電壓Ur的值， 如果U3^ UR，則電池進(jìn)入限制電壓充電階段采用Ur充電；如果蓄電池電壓^未達(dá)到蓄電池充電限制電壓U ^前已不再上升，則電池也進(jìn)入限制電壓充電階段；C.蓄電池進(jìn)入限制電壓充電階段后，充電器計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，每隔一段時(shí)間t采集充電電壓Ut和充電電流It，時(shí)間間隔t為300秒；D.根據(jù)步驟C中的充電電壓Ut、充電電流It和時(shí)間間隔t，通過(guò)tx· It · Ut計(jì)算積時(shí)功率Wt，積時(shí)功率是表征與充電時(shí)間有關(guān)的功率變化關(guān)系，為無(wú)因次量，X的取值范圍在0. 3至3之間，如果積時(shí)功率Wt大于等于設(shè)定功率WR，限制電壓下降U@值，每單體每分鐘Upf取值范圍在ImV 100mV，當(dāng)t的單位為h，U的單位取為V，I的單位取為A時(shí)，設(shè)定功率Wr限制范圍在0. 2 2Wmax，Wmax指充電器的最大輸出功率或電池充電過(guò)程中的最大接受功率。實(shí)施例二 參閱圖2為本發(fā)明一種蓄電池充電方法的實(shí)施例二，一種蓄電池充電方法，依次按照以下步驟進(jìn)行A.先測(cè)量蓄電池的溫度T，根據(jù)Ur= n[U25r+k(T-25)]公式計(jì)算蓄電池充電限制電壓Ur值，式中U 25°C時(shí)蓄電池充電限制電壓，范圍是2. 35 2. 50V/單體；k為溫度補(bǔ)償系數(shù)，范圍是-5 -2mV/°C;n為蓄電池串聯(lián)單體數(shù)；對(duì)蓄電池進(jìn)行恒流充電，恒流值為 0. 05 0. 5倍電池兩小時(shí)率額定容量值；B.每隔600秒采集一次蓄電池電SU$，比較U $和蓄電池充電限制電壓Ur的值， 如果U3^ UR，則電池進(jìn)入限制電壓充電階段采用Ur充電；如果蓄電池電壓^未達(dá)到蓄電池充電限制電壓U ^前已不再上升，則電池也進(jìn)入限制電壓充電階段；C.蓄電池進(jìn)入限制電壓充電階段后，充電器計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，每隔一段時(shí)間t采集充電電壓Ut和充電電流It，時(shí)間間隔t為300秒；D.根據(jù)步驟C中的充電電流It和間隔時(shí)間t，通過(guò)tx-It計(jì)算積時(shí)電流，積時(shí)電流是表征與充電時(shí)間有關(guān)的電流變化關(guān)系，為無(wú)因次量，X的取值范圍在0. 3至3之間，如果積時(shí)電流值超過(guò)設(shè)定電流I R時(shí)，限制電壓下降Upf值，每單體每分鐘Upf取值范圍在ImV IOOmV ；當(dāng)t的單位為h，I的單位取為A時(shí)，限制電流I限的范圍在0. 2 2Imax，Ifflax指充電過(guò)程最大的充電電流。在15°C環(huán)境中對(duì)48V12Ah的電池進(jìn)行充電，充電器最大輸出功率是100W，恒流充電階段，電流為1.8A，25°C條件下限制的電壓值為58. 8V，根據(jù)測(cè)量溫度，充電器溫度補(bǔ)償后的限制電壓值為59. IV。當(dāng)充電電壓逐漸上升至59. IV，充電器轉(zhuǎn)入限壓充電階段，并開(kāi)始計(jì)時(shí)，tn中η取值1. 4，Wr取值0. 9Wmax，為90。兩組電池，一組健康的電池限制充電1小時(shí)后充電電流降至0. 7A，2小時(shí)后充電電流降至0. 4A，2小時(shí)20分鐘后，電池充電電流降至 0. 35A，充電器轉(zhuǎn)浮充狀態(tài)；另一組已經(jīng)循環(huán)了 400次的電池，限制充電1. 5小時(shí)后，充電電流未降至0. 86A，每分鐘充電器采集修正1次限制電壓，Upf取值4mV/單格，48V系統(tǒng)U降為 96mV，3小時(shí)后，限壓值已經(jīng)降至57V，期間限制電壓值調(diào)整了 22次，限制電壓下降了 2. IV， 充電電流限制在0.34A。未進(jìn)行積時(shí)功率限制的充電方法，在59. IV恒壓充電時(shí)，恒壓充電 3小時(shí)后，充電電流在0. 67A，電流值為本發(fā)明方法的2倍。分別用本發(fā)明的充電器和普通的三段式充電器給兩組同批號(hào)的48V12Ah電池進(jìn)行100%D0D循環(huán)，300次循環(huán)后，使用本發(fā)明的方法充電的電池平均每只失水量是9. 5g，電池剩余容量為11. 7Ah ；而使用普通三段式充電的電池平均每只失水量是34. 3g，電池剩余容量為10. 9Ah。以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，但本發(fā)明的技術(shù)特征并不局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的領(lǐng)域內(nèi)，所作的變化或修飾皆涵蓋在本發(fā)明的專利范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種蓄電池充電方法，其特征在于依次按照以下步驟進(jìn)行A.先測(cè)量蓄電池的溫度T，根據(jù)UR=n[^O+k(T-25)]公式計(jì)算蓄電池充電限制電壓Ur值，式中U 25°C時(shí)蓄電池充電限制電壓，范圍是2. 35 2. 50V/單體；k為溫度補(bǔ)償系數(shù)，范圍是-5 _2mV/°C ；η為蓄電池串聯(lián)單體數(shù)；對(duì)蓄電池進(jìn)行恒流充電，恒流值為 0. 05 0. 5倍電池兩小時(shí)率額定容量值；B.每隔5至1000秒采集一次蓄電池電壓U$，比較U$和蓄電池充電限制電壓UR的值， 如果U3^ UR，則電池進(jìn)入限制電壓充電階段采用Ur充電；如果蓄電池電壓^未達(dá)到蓄電池充電限制電壓U ^前已不再上升，則電池也進(jìn)入限制電壓充電階段；C.蓄電池進(jìn)入限制電壓充電階段后，充電器計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，每隔一段時(shí)間t采集充電電壓Ut和充電電流It，時(shí)間間隔t的范圍為1至600秒；D.根據(jù)步驟C中的充電電壓Ut、充電電流It和時(shí)間間隔t，通過(guò)tx· It -Ut計(jì)算積時(shí)功率wt，X的取值范圍在0. 3至3之間，如果積時(shí)功率Wt大于等于設(shè)定功率WR，限制電壓下降 U 值，每單體每分鐘Upf取值范圍在ImV 100mV，當(dāng)t的單位為h，U的單位取為V，I的單位取為A時(shí)，設(shè)定功率Wr限制范圍在0. 2 2Wmax，Wfflax指充電器的最大輸出功率或電池充電過(guò)程中的最大接受功率。
2.如權(quán)利要求1所述的一種蓄電池充電方法，其特征在于所述步驟B中每隔600秒采集一次蓄電池電壓U實(shí)；所述步驟C中時(shí)間間隔為300秒。
3.一種蓄電池充電方法，其特征在于依次按照以下步驟進(jìn)行A.先測(cè)量蓄電池的溫度T，根據(jù)UR=n[^O+k(T-25)]公式計(jì)算蓄電池充電限制電壓Ur值，式中U 25°C時(shí)蓄電池充電限制電壓，范圍是2. 35 2. 50V/單體；k為溫度補(bǔ)償系數(shù)，范圍是-5 _2mV/°C ；η為蓄電池串聯(lián)單體數(shù)；對(duì)蓄電池進(jìn)行恒流充電，恒流值為 0. 05 0. 5倍電池兩小時(shí)率額定容量值；B.每隔5至1000秒采集一次蓄電池電壓U$，比較U$和蓄電池充電限制電壓UR的值， 如果U3^ UR，則電池進(jìn)入限制電壓充電階段采用Ur充電；如果蓄電池電壓^未達(dá)到蓄電池充電限制電壓U ^前已不再上升，則電池也進(jìn)入限制電壓充電階段；C.蓄電池進(jìn)入限制電壓充電階段后，充電器計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，每隔一段時(shí)間t采集充電電壓Ut和充電電流It，時(shí)間間隔t的范圍為1至600秒；D.根據(jù)步驟C中的充電電流It和間隔時(shí)間t，通過(guò)tx·It計(jì)算積時(shí)電流，X的取值范圍在0. 3至3之間，如果積時(shí)電流值超過(guò)設(shè)定電流I R時(shí)，限制電壓下降^值，每單體每分鐘Upf取值范圍在ImV IOOmV ；當(dāng)t的單位為h，I的單位取為A時(shí)，限制電流I范圍在 0. 2 2Imax，Imax指充電過(guò)程最大的充電電流。
4.如權(quán)利要求3所述的一種蓄電池充電方法，其特征在于所述步驟B中每隔600秒采集一次蓄電池電壓；所述步驟C中時(shí)間間隔為300秒。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種蓄電池充電方法，先測(cè)量蓄電池溫度計(jì)算限制電壓，判斷是否進(jìn)入限制電壓充電階段，進(jìn)入限制電壓充電階段后，根據(jù)積時(shí)功率和積時(shí)電流判斷電池是否充電完畢。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是在蓄電池循環(huán)壽命的初期，電池在恒壓充電階段，電池充電電流呈指數(shù)正常下降，本充電方法中涉及的積時(shí)充電功率和積時(shí)充電電流對(duì)電池的充電幾乎不產(chǎn)生影響，保證電池能被正常充足電，使用本發(fā)明的充電方法，其中的積時(shí)充電功率和積時(shí)充電電流限制迫使充電限制電壓呈梯度下降，迫使充電電流下降，以達(dá)到降低失水，延長(zhǎng)使用壽命，杜絕電池充電熱失控現(xiàn)象的發(fā)生。
文檔編號(hào)H01M10/44GK102208703SQ20111012200
公開(kāi)日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月12日
發(fā)明者沈浩宇, 蔡曉祥, 陳建山 申請(qǐng)人:超威電源有限公司