[发明专利]密封镉-镍蓄电池组安全、高效、自动充电方法

说明书

本发明是涉及一种密封镉—镍蓄电池组安全、高效、自动充电方法及其装置。它不受被充蓄电池组残存电量限制，是易于操作的充电装置。

1971年美国学者马斯<Mas>关于“蓄电池充电电流接受能力曲线”和“蓄电池充电三定律”发表以来，铅酸蓄电池脉冲快速充电已在世界范围推广：镉—镍蓄电池大电流快速充电也有论文发表。中国专利CN87108081A是这种应用之一，它以直流加脉冲恒流充，又以直流加脉冲放，充足电量延时测得电压超过了预定值充电即告结束；这种充电方法充电效果是好的，但不同残存电量的蓄电池充电电压上限不同(CN108081A图7已显示不同)其充入电量计量因放电量只是蓄电池容量的1/2-1/4难以充足额定容量；中国专利CN1042626A采用了最新器件和电路，并按指数规律“提供一种动态跟踪式的快速充电结构及实现最佳充电过程曲线的方法”提供了发明创造的基本构思的根据，接着发明者又提供“实际I_o的初值是很大的，例如156Ab的蓄电池I_o可能大于1000A，这无论对于蓄电池本身，还是对充电机来讲均是不合适的，本发明中采用I_m来代替I_o……”发明者实际采取的并不是完全理想的指数式曲线。中国专利CN1042626A提出的“出气电压”并在二处使用这一词汇，“在设定的I_m条件下充电达到或超过出气电压后停充，转为窄脉冲放电，电压低于出气电压时重新充电……”这说明发明者对充电电压和蓄电池电压两者的关系尚缺乏认识。

中国专利CN85108921A提供0.4C稳流充电和小电流放电的方法并给出1.55-1.6V的出气上限值，同时给出了放电截止电压1.3-1.35V，这解释了中国专利CN10242626A的认识不足。中国专利CN85108921A虽改进了0.1C的常规充电模式，但去极化采取小电流并固定在1.3-1.35这一放电截止电压内，其额定容量检测和去极化效果必不理想，故充电需四小时，温升达14℃节能只有10％，现有脉冲快速充电对不同残存电量的蓄电池充电和充足电量检测，以及去极化效果皆存有不足。

本发明的目的是：提供一种对密封镉—镍蓄电池组安全、高效、自动充电方法及其装置。用这种方法对蓄电池复充电不受残存电量限制，能在高效、低温升下充足额定容量。

本发明的目的是以如下方式完成的，这种用于密封镉—镍蓄电池组安全、高效、自动充电方法包括以下几个步骤：在一个预定的时间T₁内以脉冲重复频率为f₁的方波脉冲充电，另一个预定的时间T₂内给蓄电池加一设定负载R，以方波脉冲重复频率为f₂的方波脉冲控制放电，充电放电周期循环，当放电电压达预定值V，停止充电放电循环，其特征为： T₂为1/6T₁至1/10T₁之间，f₂为f₁的五倍，放电脉冲宽度≤0.3毫秒，放电负载R≈1.0C欧姆(C为蓄电池额定容量的数值)，充电、放电周期循环又分为两个阶段，第一阶段是在充电电压未达安全充电电压之前(安全充电电压按单节1.47-1.60伏定)以脉冲重复频率为f₁的方波脉冲控制恒流充电，其平均恒流I≥1.0C安培，当充电达安全电压后为第二阶段，以平均恒流充电变为以脉冲重复频率为f₁的方波脉冲控制恒压充电，充电电流按指数曲线递减，恒压充电，放电循环至放电电压达预定值V.(按单节1.37-1.42伏)停止第二阶段的恒压充电、放电循环。

本发明密封镉—镍蓄电池组安全、高效、自动充电方法及其装置通过以下附图及其实施例进一步详细说明：

图1、充电、放电电流波形

图2、充电、放电时间波形

图3、充电方波脉冲波形

图4、放电方波脉冲波形

图5、采样时间波形

图6、装置线路框图

图7、充放电次数不同的蓄电池充电电压曲线

图8、本发明充电方法充电全过程中蓄电池温度变化曲线

图9、本发明充电方法全过程中充电电流值变化曲线示意图

被充蓄电池组接受方波脉冲控制的平均恒流I≥1.0c安培充电，而放电去极化采取低负载R≈1.0欧姆，即大电流，高频率(放电频率为充电频率的5倍)短时间，(为充电时间的1/10-1/6)窄脉冲(放电脉冲宽度≤0.3ms)从而提高蓄电池组的充电接受比。上述充电方法交替重复周期性循环，其工作波形见图1。