[实用新型]动态跟踪智能化快连充电机

说明书

本发明创造属于一种对蓄电池充电用的专用装置及其实现理想化充电过程的方法，特别是借助于微电脑采样动态调控的智能化快速充电仪器。

蓄电池充电技术关系到蓄电池的正常使用和寿命，因而一直受到重视。蓄电池的充电过程是个十分复杂的电化学反应过程。对每一个蓄电池来讲，它所接受的充电过程及充电电流的大小及其变化规律都不尽相同。如果充电过程中某一时刻超出它的最大允许电流值，则超出的能量非但不能做为化学能被贮存，反而引起电解液排出大量气体，升高温度，损害电极板，直接降低蓄电池的工作容量和大大降低电池的使用寿命。所以，保持充电过程中的充电电流在最大允许电流以下历来是充电过程中的基本原则。实验及理论上已经证明，理想的充电电流应当是个按指数规律下降的曲线，其参考方程是：i＝Io·e^－at其中（a＞0）。为了保证不使充电电流超越限度，且又保证最快的充电速度，则应当在充电过程中不断调整充电电流。否则，只能选择一个较小的充电电流，这就大大延长充电时间，且不可能使电池充足容量。这正是目前一般普通充电极的致命弱点。一般蓄电池充电时间需十几个乃至几十个小时，充电量在总容量的80－90％以下。所以，目前世界各国对研制快速充电机都十分重视。其基本出发点均是在充电过程中不断调节充电电流，力求充电电流曲线接近理想曲线，而且尽可能充足容量。例如：日本特许公报上公开的（A）照61－1229采用了与电网直接相连的带有高频转换开关的充电电流发生回路，及在充电电流输出端插入积分电路来检测蓄电池电压，并按检出的电压设置定时电路控制充电电流。在蓄电池充电后期采用降低电流法限制过充电的产生。在日本公开特许公报上记载的（A）昭61－26438，专利申请中则增加温度检测回路，并将充电电流曲线变为阶梯形阶段充电过程。以上种种措施虽然从不同程度上改善了充电过程中的条件，加快了充电速度。然而，其充电 过程的充电电流曲线与实际理想曲线还相差甚远。由于无法实现精确控制，其过充电，过温，出气等现象还是再所难免。中国专利CN86100795A中正式提出了采用微机控制，随机检测充电过程中的电流参数变化并力求将充电过程曲线与实际理想曲线i＝Io·e^－at相吻合，其采用事先键盘预置最大充电流Io和充电电流效率系数a，并按电池的结构，型号，容量所决定的Io，a参数，预置好充电过程曲线与之吻合。毫无疑问，这样的快速充电机是大大进了一步，单按其过程控制来讲是一种先进的方案。但是，该项专利申请中忽略这样一个事实，在公式i＝Ioe^－at中Io和a在整个过程中并不是一个常量，a与Io均是随过程变化的一个量，而且即使是同一型号的蓄电池，因其使用状态，充电前放电量，极板及电解液上的差异决定其充电参数Io和a也是不相同的。所以，这个方案只能说进了一步，而离理想曲线下充电过程还有相当的差距。而且，由于其充电回路中采用普通工频电流整流，其谐波成份多，峰值电压波动大，因此充电的效果与速度上均不可能有较大的突破。

本发明创造的目的是提供一种动态跟踪式的快速充电机结构及实现最佳充电过程曲线的方法，力求采用微电脑控制下的闭环控制系统，随机检测并动态修改充电电流i＝Ioe^－at中的参数，再根据修改的电流数值调整充电回路的输出电流，从而实现以理想充电电流曲线完成蓄电池满容量快速充电过程。

本发明创造的基本构思的根据如下：理论上认定蓄电池B可以接受的最大充电流是一个如下的时间函数：i＝Ioe^－at（UB≤出气点电压）（理想充电电压），其中a：充电接受率（a＞0），Io为初始充电最大允许电流；在充电至t时刻结束时蓄电池已充容量C：

C＝∫o^tIo·e^－atat……（1b）

即：C＝ (Io)/(a) （1－e^－at）……（2b）

在t时刻以后还须再充的电量Q：

Q＝∫ (∞)/(o) Io·e^－atdt－∫o^tI_o·e^－atdt

＝ (Io)/(a) － (Io)/(a) （1－e^－at）＝ (I_Oe^－at)/(a) ＝ (i)/(a)

Q＝ (i)/(a) ……（3） a＝ (i)/(a) ……（4）