[发明专利]对镍镉蓄电池充电并同时检测其状态的方法

说明书

本发明涉及一种对镍镉蓄电池充电并同时检测其状态的方法，该方法利用包括低电流强度期间和高电流强度期间的矩形脉冲直流充电电流。以及包括相对较短持续时间的放电间隔在内的反复插入测量阶段，其中在每一高电流强度期间的开始和各个期间开始后预选的间隔对蓄电池电压进行测量，所测得电压值的差用于控制充电过程。有关这类方法的描述见于EP0034003。

根据该出版物，在充电过程中蓄电池电压的变化是在预选的充电脉冲的部分时间或放电过程的部分时间进行测量的。当所测电压参数超过预选值时，例如当电压高于限定值，即中断充电过程。该出版物还进一步指出蓄电池电压的变化是在一个以充电脉冲开始为起点的期间进行测量的。例如，在充电脉冲开始时立即测量蓄电池电压，在两秒钟以后再次测量。当蓄电池充足电时，所测得值之间的差是非常重要的。如果将所测得电压差值转入时间图表，很明显，所得曲线的梯度在蓄电池达到充足电状态前很短的时间有一反折点，由于该现象不受蓄电池温度的影响，相反蓄电池温度本身却对上述电压差有着相当大的影响，所以这一反折点提供了中断充电过程的依据。对镍镉蓄电池充电过量并不是此类蓄电池唯一的危险状况。因此，包含电池组的蓄电池不可以快速进行充电，深冷过的蓄电池只可以非常慢的速度充电，完全放完电的蓄电池必须在正式充电前进行恢复，注意蓄电池的电极要正确地连接，其它的条件也必须同样遵守。此外，还要注意到除已提到过的状态之外，镍镉蓄电池还可有其它状态，在充电过程中也必须给予考虑。对用过的蓄电池可能不值得再充电，对这种状态的蓄电池最好把它丢掉。对有内部部分短路的蓄电池也应如此处理。众所周知，镍镉蓄电池可能会遭受所谓记忆效应的影响。这意味着一个长时间在轻载状态下工作或以小电流充电的蓄电池仍能充足电，但这样的蓄电池不能在重载状态下提供大电流。例如，这种状态可以发生在无线话筒所用的蓄电池上，该无线话筒长时间在待机状态下工作，并只在很短的时间处于发射工作状态。该记忆效应对用于应急情况下供电的蓄电池尤为危险，例如用于医疗技术方面。因此，也应尽可能地识别这一状态。

本发明的一个目的是提供一种在说明中所定义的方法，该方法能在充电过程中取得有关蓄电池条件和状态的具有最多变性质的数据，该方法还包括插入放电期间，由此而取得的数据远远超过有关蓄电池充电状态的指示。

本发明目的是通过权利要求1的特征部分来实现的，本发明的有益改进则是从属权利要求的内容。

本发明是基于以下事实的认识：在不同的充电和放电条件下所确定的蓄电池内阻，特别是这些电阻值之间的相互关系和在充电过程中的连续发展，使得有关蓄电池状态和条件的高度结论性分析可以由此得出，这些分析远远超过仅仅对充电状态的确定。因此，本发明的一个重要方面就是：在一个测量阶段，蓄电池电压或施加到蓄电池的电压是在最困难的工作条件下测量的，由此测得的电压先储存起来，随后与当前充电电流强度一起进行测定。这样，本发明能使相对充电状态在与具体蓄电池有关的特点的基础上进行确定。确定蓄电池的有效容量也是可能的。在实践中，当一个蓄电池的有效容量低于预定的百分比时，如额定容量的60%至80%，通常就认为该蓄电池没有用了，并把它丢掉。

充电，特别是对深冷过的镍镉蓄电池进行快速充电，这对蓄电池是极为危险的。一些已知蓄电池配备有温度传感器，其主要目的是中断充电过程，因为众所周知，在常温条件下镍镉蓄电池的温度则确定充电状态的有用指标，因此，就可能用这类温度传感器来测定蓄电池的深冷状态，来相应地控制充电程序。然而，这种方法在没有上述传感器时是不可行的，而在大多数情况下，是没有上述传感器的。既然本发明能使涉及蓄电池实际温度的结论从在不同充电条件下确定的内阻的相互关系中得出，本发明对该缺点也提供了一项补救措施。

类似的情况也适用于完全放完电的蓄电池。当以通常的充电电流给这样一个蓄电池充电时，蓄电池会非常迅速地显露出这样一种现象，这种现象可以比作充电过程结束时蓄电池充足电所观察到的现象。如果利用这些现象来控制充电过程，充电过程将会很早中断，尽管蓄电池远远没有充足电。在一定条件下，完全放电的状态甚至可能产生蓄电池极性颠倒。因此，完全放电的蓄电池首先要恢复，然后才能在正常方式下充电。根据本发明的方法也能识别这种状态。

现在参照附图详细解释本发明更多的细节以及其优点。

附图展示了一个时间图表，该图表与本发明的方法中充电电流、在蓄电池上所产生的电压和在进行蓄电池电压测量的O至K的多个测量实例有关。