鎳氫鎳鎘快速充電終止控制方法


鎳氫鎳鎘快速充電終止控制方法:

            從鎳氫鎳鎘電池快速充電特性可以看出,充足電后,電池電壓開始下降,電池的溫度和內部壓力迅速上升,

為了保證電池充足電又不過充電,經常采用定時控制、電壓控制和溫度控制等多種方法:

    (1)定時控制:

           采用1.25C充電速率時,電池1h可充足;采用2.5C充電速率時,30min可充足。因此,根據電池的容量和充電電流,

很容易確定所需的充電時間。這種控制方法最簡單,但是由于電池的起始充電狀態不完全相同,有的電池充不足,

有的電池過充電,因此,只有充電速率小于0.3C時,才允許采用這種方法。

    (2)電壓控制:

           在電壓控制法中,最容易檢測的是電池的最高電壓。常用的電壓控制法有:

           最高電壓(Vmax) 從充電特性曲線可以看出,電池電壓達到最大值時,電池即充足電。充電過程中,當電池

電壓達到規定值后,應立即停止快速充電。這種控制方法的缺點是:電池充足電的最高電壓隨環境溫度、充電速率而

變,而且電池組中各單體電池的最高充電壓也有差別,因此采用這種方法不可能非常準確地判斷電池已足充電。

           電壓負增量(-ΔV) 由于電池電壓的負增量與電池組的絕對電壓無關,而且不受環境溫度和充電速率等因素

影響,因此可以比較準確地判斷電池已充足電。這種控制方法的缺點是:電池電壓出現負增量后,電池已經過充電,

因此電池的溫度較高。此外鎳氫電池充足電后,電池電壓要經過較長時間,才出現負增量,過充電較嚴重。因此,

這種控制方法主要適用于鎳鎘電池。

           電壓零增量(0ΔV) 鎳氫電池充電器中,為了避免等待出現電壓負增量的時間過久而損壞電池,通常采用0ΔV

控制法。這種方法的缺點是:充足電以前,電池電壓在某一段時間內可能變化很小,從而造成過早地停止快速充電。

為此,目前大多數鎳氫電池快速充電器都采用高靈敏-0ΔV檢測,當電池電壓略有降低時,立即停止快速充電。

    (3)溫度控制:

          為了避免損壞電池,電池溫度過低時不能開始快速充電,電池溫度上升到規定數值后,必須立即停止快速充電。

          常用的溫度控制方法有:

          最高溫度(Tmax):充電過程中,通常當電池溫度達到45℃時,應立即停止快速充電。電池的溫度可通過與電池

裝在一起的熱敏電阻來檢測。這種方法的缺點是熱敏電阻的響應時間較長,溫度檢測有一定滯后,同時,電池的最高

工作溫度與環境溫度有關。當環境溫度過低時,充足電后,電池的溫度也達不到45℃。

          溫升(ΔT):為了消除環境影響,可采用溫升控制法。當電池的溫升達到規定值后,立即停止快速充電。為了實

現溫升控制,必須用兩只熱敏電阻,分別檢測電池溫度和環境溫度。

          溫度變化率(ΔT/Δt): 鎳氫和鎳鎘電池充足電后,電池溫度迅速上升,而且上升速率ΔT/Δt基本相同,當電池溫度

每分鐘上升1℃時,應當立即終止快速充電,為了提高檢測精度應設法減小熱敏電阻非線性的影響。

          最低溫度(Tmin) 當電池溫度低于10℃時,采用大電流快速充電,會影響電池的壽命。在這種情況下,充電器

應自動轉入涓流充電,待電池的溫度上升到10℃后,再轉入快速充電。

    (4)綜合控制:

          上述各種控制方法各有優缺點。為了保證在任何情況下,均能準確可靠地控制電池的充電狀態,目前鎳氫鎳鎘

快速充電器中通常采用包括定時控制、電壓控制和溫度控制的綜合控制法。

十.鋰離子/鋰聚合物電池充電方法:

          目前鋰電池充電主要是限壓限流法,初期恒流(CC)充電,電池接受能力最強,隨著充電過程不斷進行,極化作

用加強,溫升加劇,電壓上升,當荷電達到約70~80%時,電壓達到最高充電限制電壓,轉入恒壓(CV)充電階段。在

恒壓階段,有稱涓流充電,大約花費30%的時間充入10%的電量,電流強度減小,溫升不再增加。

          這種過程考慮電池組總電壓或平均電壓控制,其實總有單體電壓較高者,相對組內其它電池已經進入過充電階

段。同理,在放電時,在組內就有過放電電池,過充過放對電池的損害都是致命的,不同之處僅在于過充產生大量氣

體、易自燃和爆炸、表象劇烈;過放外觀變化和緩、但失效速度卻極快,在正常使用中都應嚴格避免出現。

          對此,就有一種稱為并聯控制、均衡管理的新的鋰電充電方法,能夠對每一節電蕊單獨進行充放電管理,均衡控制,

這種動態均衡集中了放電均衡與充電均衡兩種均衡的優點,盡管單體電蕊之間初始容量、電壓、內阻等有差異,在工

作中卻能保證相對的充放電強度和深度的一致性,漸進達到共同的壽命終點。這種方法對大電流放電特別適用,我公

司現已研制出對多達20節的串聯鋰電進行PCB均衡保護,最高放電電流可達100A。

          因此,在給鋰電池充電時,一定要使用專用的鋰電充電器,特別是要注意與所使用的電蕊的參數要配套,要一

致,當鋰電池組合使用時,一定要給電池組加PCB保護板,才可能避免電蕊豉包,漏液,甚至起火,爆炸,盡可能長地延

長電池的使用壽命,不過充不過放,增加電池的循環使用次數。