本发明专利技术涉及一种适于避免低温下充电失水的阀控式铅酸蓄电池的充电装置，其包括：整流供电电路；脉冲功率放大及变压电路，与该整流供电电路的电源输出端相连，用于向蓄电池提供充电电源；充电取样回路，设于所述脉冲功率放大及变压电路的输出端和蓄电池之间，用于检测充电电流和电压；充电控制电路，用于控制所述脉冲功率放大及变压电路的输出电压，并通过所述充电取样回路测得的充电电流和电压计算出蓄电池的实时内阻Rt。
Charging device of valve controlled lead acid battery
The invention relates to a charging device for charging, avoid low temperature dehydration of VRLA battery includes a rectifier power supply circuit; power amplifier and pulse transformer circuit, power supply circuit and the rectifying power supply output terminal is connected to the battery, for providing charging power supply; charging sampling circuit, which is arranged on the output end and the pulse the battery power amplification and transformation circuit, for detecting the charging current and voltage; the charging control circuit for controlling the output voltage of the power amplifier and pulse transformer circuit, and the charging current and the charging voltage measured by sampling circuit to calculate the real-time resistance of Rt battery.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及蓄电池充电的
，具体是一种阀控式铅酸蓄电池的充电装置。
技术介绍
铅酸蓄电池是由多个单格电池串联组成。阀控式铅酸蓄电池寿命提前终止的两个 最主要的因素是正板栅的软化腐蚀和电解液过度失水。对于免维护型阀控式铅酸蓄电池失 水10%容量减少20%，失水25%寿命即终止。因此，该类蓄电池如何在充电过程中减少失水 量成为延长阀控式铅酸蓄电池寿命的关键。阀控式铅酸蓄电池失水的主要形式是在充电电压上升到单个栅格电压2. 35V，正 极发生水分解副反应析出氧气，充电电压上升到单格2. 42V负极析出氢气，也就是达到充 满电电压的70%从正极开始析出氧气，达到充满电压的90%开始析出氢气，正常情况下充 电由于正负极之间氧通道的存在，氧气会被负极活化物反应吸收而不会形成失水，即使到 达充满电的电压数值，铅酸蓄电池栅格内部温度不高时，氧气和氢气所形成的压力也不足 以顶破并冲出阀帽而形成大量失水(只有轻微失水)。但是，在室温(25°C)以下的春秋冬季 节，温度偏低，有时甚至达到-20°C以下充电(铅酸蓄电池的电解液的冰点适于达到_25°C 以下，有的可达-40°C)，此时由于正负极液体相对粘稠，化学反应速度和离子移动速度比较 缓慢，外在表现为内阻值增加，充电接电能力大大下降，正极降为正常室温的70%以下，负 极更是达到40%以下，如果在初始充电阶段不加预热地仍然使用大电流充电，则会导致电 化学极化电压的急速上升和电池综合阻抗的快速增加，同时充电产生的热量(Q=PRt)快速 增多、各栅格两端的电压非正常地在初始充电阶段快速上升。图1为室温(即25°C)条件下的阀控式铅酸蓄电池在充电时的蓄电池电压曲线。其 中，在恒流充电阶段(即上述曲线的a_b段)，蓄电池电压上升的速度较慢，蓄电池接受充电 也主要在这个阶段，一般可接受整个充电量的70%-85%。上述恒流充电阶段结束后，依次采 用恒压充电(即上述曲线的b-f段)和浮充充电(即上述曲线的g_h段)。电解液内阻随温度的降低而增大，随温度的升高而减小。以25°C为基准，每降低 10°C，则内阻增大1 15% ；温度趋于越低，内阻增大的幅度加大。这主要是由于硫酸溶 液的比电阻与粘度增大的缘故。若在低温条件以下充电，由于没有预热，将导致电池电压上升速度较快，从而使电 池电压从所述曲线上的a点到达析气电压b点的时间被大幅缩短，并使得整个充电过程的 安时数少于电池标称放电容量所需的安时数(电池容量的110%_130%)，即在低温条件下，采 用图1的先恒流、后恒压(即通常在恒压充电至析气点后进行恒压充电，如果始终恒流充电 将导致大量失水)的充电方法，将使得电池充不饱；同时，由于初期发热大，导致充电后期栅 格内部压力较大，氧气和氢气顶破并冲出阀帽形成大量失水，使用恒流定时充电方式时失 水量更大。如何解决在低温下充电失水的问题，是本领域的技术难题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种适于避免低温下充电失水的阀控式铅酸蓄 电池的充电装置。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种阀控式铅酸蓄电池的充电装置，其包括 整流供电电路；脉冲功率放大及变压电路，与该整流供电电路的电源输出端相连，用于向蓄 电池提供充电电源；充电取样回路，设于所述脉冲功率放大及变压电路的输出端和蓄电池 之间，用于检测充电电流和电压；充电控制电路，用于控制所述脉冲功率放大及变压电路的 输出电压，并通过所述充电取样回路测得的充电电流和电压计算出蓄电池的实时内阻Rt。进一步，若蓄电池中的电解液在温度为25°C时蓄电池的内阻为&，当测得蓄电池 的实时内阻Rt <&，即所述电解液的温度不低于25°C时，对该蓄电池进行恒流充电，且充电 电流的大小为0. 1C(C为蓄电池标称容量)；直至该蓄电池的电压到达该蓄电池的析气电压 值时，进行恒压充电；当该蓄电池的电压到达额定饱和电压时，经浮充充电一段时间后结束 充电；若在浮充充电过程中，测得所述电解液的温度升高时，立即停止浮充充电。进一步，当测得Rt>I T，即所述电解液的温度低于25°C时，先以小于0. IC的充电电 流对该蓄电池充电一个或多个时段；其中，在以小于0. IC的充电电流对该蓄电池充电多个 时段时，各时段的充电电流先后依次增大；直至艮^ Rt,即所述电解液的温度不低于25°c 时，采用0. IC的充电电流进行恒流充电，直至该蓄电池的电压到达该蓄电池的析气电压值 时，进行恒压充电；当该蓄电池的电压到达额定饱和电压时，经浮充充电一段时间后结束充 H1^ ο进一步，在以小于0. IC的充电电流对该蓄电池充电多个时段时，各时段的长度一致。进一步，在同一时段内的充电电流的大小不变，以方便检测蓄电池内阻大小。进一步，当测得所述Rt大于所述电解液的温度低于10°C时的内阻时，以小于0. IC 的充电电流对该蓄电池充电多个时段，且各时段的充电电流先后依次增大，以逐步采用固 定大小的直流电对蓄电池充电并预热电解液，使电解液的温度逐渐到达适于充电的最佳温 度。各时段的充电电流先后依次增大，可防止温度过快上升带来的失水问题。进一步，所述脉冲功率放大及变压电路包括开关管VMOS和变压器T ；开关管 VMOS的电流输入端和电流输出端分别与整流电路的输出端和变压器T的初级线圈连接，开 关管VMOS的控制端与充电控制电路的控制信号输出端连接；变压器T的次级与作为输出端 与充电取样回路的输入端连接，充电取样回路的电源输出端与蓄电池相连；充电控制电路 通过控制所述控制信号输出端的PWM脉冲信号的脉宽，来控制充电电压。进一步，在充电装置空载不充电的情况下，由充电控制电路产生脉宽由零逐渐增 加的PWM脉冲信号，以探测在该脉冲下充电装置输出的充电电压的高低，若该充电电压到 达设定的标准电压，则停止PWM脉冲宽度的变化，然后控制充电装置接通蓄电池，并在该 PWM脉冲宽度下充电；以根据此时的充电电流得出蓄电池的实时内阻Rt。本专利技术具有积极的效果本专利技术的阀控式铅酸蓄电池的预热充电方法，在低温时 采用小电流对蓄电池充电，直至蓄电池中的电解液温度达到最佳值(一般为25°C)时，采用 正常的充电电流先恒流、后恒压充电，最后进行浮充充电，直至充满；该方法避免了 “电化 学极化电压的急速上升和电池综合阻抗的快速增加，同时充电产生的热量(Q=PRt)快速增多、各栅格两端的电压非正常地在初始充电阶段快速上升”的情况，从而解决了低温充电易 失水的问题，确保了铅酸蓄电池的使用寿命，并使得整个充电过程的安时数满足电池标称 放电容量所需的安时数(电池容量的110%_130%)。本专利技术在初始充电期采用多阶段小电流 充电的方法，不仅完全在正负电极低温情况下的接电能力范围之内，而且利用了小电流产 生的热量Q (Q=i2Rt)，使得栅格温度逐步升高后，再逐步加大电流，蓄电池电压上升得非常 缓慢，且在阀控电池内部温度发热到正常充电所需的温度(此时内阻已在正常范围内)再 转为大电流充电，因此不会产生大量的热量而失水。附图说明为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图， 对本专利技术作进一步详细的说明，其中图1为现有技术中的蓄电池在充电时的蓄电池电压曲线图；图2为实施例中的蓄电池小本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种阀控式铅酸蓄电池的充电装置，其特征在于包括：整流供电电路（１）；脉冲功率放大及变压电路（４），与该整流供电电路（１）的电源输出端相连，用于向蓄电池提供充电电源；充电取样回路（３），设于所述脉冲功率放大及变压电路（４）的输出端和蓄电池之间，用于检测充电电流和电压；充电控制电路（２），用于控制所述脉冲功率放大及变压电路（４）的输出电压，并通过所述充电取样回路（３）测得的充电电流和电压计算出蓄电池的实时内阻Ｒ↓［ｔ］。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨龙兴，
申请(专利权)人：江苏技术师范学院，
类型：发明
国别省市：32
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