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产品型号：
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厨卫网编号：
BS-4603114
产品类别： 充电器
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& 1998 - 2006 COOVEE Inc. All Rights Reserved蓄电池充电方法的研究；摘要：针对蓄电池的特点，研究了蓄电池充放电过程中；关键词：蓄电池；充电；极化；引言；铅酸蓄电池由于其制造成本低，容量大，价格低廉而得；研究发现：电池充电过程对电池寿命影响最大，放电过；1蓄电池充电理论基础；上世纪60年代中期，美国科学家马斯对开口蓄电池的；图1最佳充电曲线；由图1可以看出：初始充电电流很大，但是衰减很快；蓄电池是可逆的；
蓄电池充电方法的研究
摘要：针对蓄电池的特点，研究了蓄电池充放电过程中的极化现象，提出和分析了几种充电方式，并展望了其发展前景。
关键词：蓄电池；充电；极化
铅酸蓄电池由于其制造成本低，容量大，价格低廉而得到了广泛的使用。但是，若使用不当，其寿命将大大缩短。影响铅酸蓄电池寿命的因素很多，而采用正确的充电方式，能有效延长蓄电池的使用寿命。
研究发现：电池充电过程对电池寿命影响最大，放电过程的影响较少。也就是说，绝大多数的蓄电池不是用坏的，而是“充坏”的。由此可见，一个好的充电器对蓄电池的使用寿命具有举足轻重的作用。
1蓄电池充电理论基础
上世纪60年代中期，美国科学家马斯对开口蓄电池的充电过程作了大量的试验研究，并提出了以最低出气率为前提的，蓄电池可接受的充电曲线，如图1所示。实验表明，如果充电电流按这条曲线变化，就可以大大缩短充电时间，并且对电池的容量和寿命也没有影响。原则上把这条曲线称为最佳充电曲线，从而奠定了快速充电方法的研究方向[1，2]。
图1 最佳充电曲线
由图1可以看出：初始充电电流很大，但是衰减很快。主要原因是充电过程中产生了极化现象。在密封式蓄电池充电过程中，内部产生氧气和氢气，当氧气不能被及时吸收时，便堆积在正极板（正极板产生氧气），使电池内部压力加大，电池温度上升，同时缩小了正极板的面积，表现为内阻上升，出现所谓的极化现象。
蓄电池是可逆的。其放电及充电的化学反应式如下：
PbO2＋Pb＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O（1）
很显然，充电过程和放电过程互为逆反应。可逆过程就是热力学的平衡过程，为保障电池能够始终维持在平衡状态之下充电，必须尽量使通过电池的电流小一些。理想条件是外加电压等于电池本身的电动势。但是，实践表明，蓄电池充电时，外加电压必须增大到一定数值才行,而这个数值又因为电极材料，溶液浓度等各种因素的差别而在不同程度上超过了蓄电池的平衡电动势值。在化学反应中，这种电动势超过热力学平衡值的现象，就是极化现象。
一般来说，产生极化现象有3个方面的原因。
1）欧姆极化充电过程中，正负离子向两极迁移。在离子迁移过程中不可避免地受到一定的阻力，称为欧姆内阻。为了克服这个内阻，外加电压就必须额外施加一定的电压，以克服阻力推动离子迁移。该电压以热的方式转化给环境，出现所谓的欧姆极化。随着充电电流急剧加大，欧姆极化将造成蓄电池在充电过程中的高温。
2）浓度极化电流流过蓄电池时，为维持正常的反应，最理想的情况是电极表面的反应物能及时得到补充，生成物能及时离去。实际上，生成物和反应物的扩散速度远远比不上化学反应速度，从而造成极板附近电解质溶液浓度发生变化。也就是说，从电极表面到中部溶液，电解液浓度分布不均匀。这种现象称为浓度极化。
3）电化学极化这种极化是由于电极上进行的电化学反应的速度，落后于电极上电子运动的速度造成的。例如：电池的负极放电前，电极表面带有负电荷，其附近溶液带有正电荷，两者处于平衡状态。放电时，立即有电子释放给外电路。电极表面负电荷减少，而金属溶解的氧化反应进行缓慢Me－e→Me＋，不能及时补充电极表面电子的减少，电极表面带电状态发生变化。这种表面负电荷减少的状态促进金属中电子离开电极，金属离子Me＋转入溶液，加速Me－e→Me＋反应进行。总有一个时刻，达到新的动态平衡。但与放电前相比，电极表面所带负电荷数目减少了，与此对应的电极电势变正。也就是电化学极化电压变高，从而严重阻碍了正常的充电电流。同理，电池正极放电时，电极表面所带正电荷数目减少，电极电势变负。
这3种极化现象都是随着充电电流的增大而严重。
2充电方法的研究
2.1常规充电法
常规充电制度是依据1940年前国际公认的经验法则设计的。其中最著名的就是“安培小时规则”：充电电流安培数，不应超过蓄电池待充电的安时数。实际上，常规充电的速度被蓄电池在充电过程中的温升和气体的产生所限制。这个现象对蓄电池充电所必须的最短时间具有重要意义。
一般来说，常规充电有以下3种。
2.1.1恒流充电法
恒流充电法是用调整充电装置输出电压或改变与蓄电池串联电阻的方法，保持充电电流强度不变的充电方法，如图2所示。控制方法简单，但由于电池的可接受电流能力是随着充电过程的进行而逐渐下降的，到充电后期，充电电流多用于电解水，产生气体，使出气过甚，因此，常选用阶段充电法。
图2恒流充电曲线
2.1.2阶段充电法
此方法包括二阶段充电法和三阶段充电法。
1）二阶段法采用恒电流和恒电压相结合的快速充电方法，如图3所示。首先，以恒电流充电至预定的电压值，然后，改为恒电压完成剩余的充电。一般两阶段之间的转换电压就是
第二阶段的恒电压。
图3二阶段法曲线
2）三阶段充电法在充电开始和结束时采用恒电流充电，中间用恒电压充电。当电流衰减到预定值时，由第二阶段转换到第三阶段。这种方法可以将出气量减到最少，但作为一种快速充电方法使用，受到一定的限制。
2.1.3恒压充电法
充电电源的电压在全部充电时间里保持恒定的数值，随着蓄电池端电压的逐渐升高，电流逐渐减少。与恒流充电法相比，其充电过程更接近于最佳充电曲线。用恒定电压快速充电，如图4所示。由于充电初期蓄电池电动势较低，充电电流很大，随着充电的进行，电流将逐渐减少，因此，只需简易控制系统。
图4恒压充电法曲线
这种充电方法电解水很少，避免了蓄电池过充。但在充电初期电流过大，对蓄电池寿命造成很大影响，且容易使蓄电池极板弯曲，造成电池报废。
鉴于这种缺点，恒压充电很少使用，只有在充电电源电压低而电流大时采用。例如，汽车运行过程中，蓄电池就是以恒压充电法充电的。
2.2快速充电技术
为了能够最大限度地加快蓄电池的化学反应速度，缩短蓄电池达到满充状态的时间，同时，保证蓄电池正负极板的极化现象尽量地少或轻，提高蓄电池使用效率。快速充电技术近年来得到了迅速发展。
下面介绍目前比较流行的几种快速充电方法。这些方法都是围绕着最佳充电曲线进行设计的，目的就是使其充电曲线尽可能地逼进最佳充电曲线。
2.2.1脉冲式充电法
这种充电法不仅遵循蓄电池固有的充电接受率，而且能够提高蓄电池充电接受率，从而打破了蓄电池指数充电接受曲线的限制，这也是蓄电池充电理论的新发展。
脉冲充电方式首先是用脉冲电流对电池充电，然后让电池停充一段时间，如此循环，如图5所示。充电脉冲使蓄电池充满电量，而间歇期使蓄电池经化学反应产生的氧气和氢气有时间重新化合而被吸收掉，使浓差极化和欧姆极化自然而然地得到消除，从而减轻了蓄电池的内压，使下一轮的恒流充电能够更加顺利地进行，使蓄电池可以吸收更多的电量。间歇脉冲使蓄电池有较充分的反应时间，减少了析气量，提高了蓄电池的充电电流接受率[5]。
图5脉冲式充电曲线
2.2.2ReflexTM快速充电法
这种技术是美国的一项专利技术，它主要面对的充电对象是镍镉电池。由于它采用了新型的充电方法，解决了镍镉电池的记忆效应，因此，大大降低了蓄电池的快速充电的时间。铅酸蓄电池的充电方法和对充电状态的检测方法与镍镉电池有很大的不同，但它们之间可以相互借鉴[3]。
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⒌不出现过热，也自然省电了。即使在过热环境中，能自动减小电流,而保护充电机和电池。&&
○●钧恒智能充电机效率高，功率余量足。近20年的电子行业经验，使选用元器件精确，而不出现过热，也自然省电了。即使在过热环境中工作，会自动减小电流，而不会过热保护停机，能保证第二天电池的使用。
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○●就象水管粗了,就不必加高水压就能流更多的水，公路修宽了，车自然就不挤了。钧恒智能充电机效率高，余量足。以低电压自然充电，当然不伤电池。充完不必关机，充电机自动保持均衡电压，节假期放假(或外出)多天也可放心长期开机，不用担心电池过充，也避免了电池因长期不充电而自放电损坏，均衡电压更会有修复电池之功能。而耗电仅为最大功率的0.5%-1%左右。
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★钧恒&智能充电器规格：（标称电压/充电电流）适用电池容量AH为充电电流的5-10倍。
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80V：25A；30A；35A；40A；50A；60A；65A；70A；80A；100A；120A；150A；200A；300A（分别适用于100Ah-3000Ah电池）
96V：25A；30A；35A；40A；50A；60A；65A；70A；80A；100A；120A；150A；200A；300A（分别适用于100Ah-3000Ah电池）
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144V：15A；20A；25A；30A；35A；40A；50A；60A；100A（分别适用于80Ah-250Ah电池）&
168V：15A；20A；25A；30A；35A；40A；50A；60A；100A（分别适用于80Ah-250Ah电池）&
288V：15A；20A；25A；30A；35A；40A；50A；60A（分别适用于80Ah-250Ah电池）&
360V：15A；20A；25A；30A；35A；40A；50A；60A（分别适用于80Ah-250Ah电池）&&
600V：15A；20A；25A；30A；35A；40A；50A；60A（分别适用于80Ah-250Ah电池）
(适用于铅酸蓄电池/免维护电池/锂电池；12V-600V;15A-300A;300W-100kw均生产)
12V&24V&36V&48V&60V&72V&80V&84V&96V&108V&120V&132V&144V&168V&180V&288V&300V&360V&432V&600V&720V均生产；
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③输出功率：300W-100kw均生产；
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CDKS-III型铅酸电池智能充电控制装置★
产品概述CDKS-III型蓄电池智能充电控制装置，是本公司根据各类铅酸电池蓄电池的特性及充电技术要求，开发研制的一种智能型多功能的充电装置。本装置采用美国微芯公司DSP芯片为核心的CDK-III控制器作为主控单元，选用晶闸管模块作为功率器件，三相输入无相序要求，七寸彩色触摸屏作为人机界面。使CDKS-III型蓄电池智能充电控制装置，具有灵活的人机对话功能，高度的智能化控制，及简洁紧凑的内部结构。设计了多种保护电路，使其工作安全可靠。特别适用各种铅酸蓄电池的初充电、智能充电及常规充电。智能充电效果显著，比常规充电节能25%-40%，充电时间短（6小时左右），延长电池寿命。铅酸蓄电池是一种可循环再充电的化学电池，因其成本低廉、使用安全及无污染的优点在通讯、交通、电力、矿山等部门得到了广泛的应用。传统的铅酸蓄电池充电机，不论是硅整流或可控硅充电机，有其充电时间长，充电过程依靠人工控制，难于克服蓄电池使用要求的固有缺陷，往往充电不足或过充电，影响蓄电池的容量和寿命，并严重影响企业的生产效率。本公司研制开发的CDKS-III型蓄电池智能充电控制装置，采用国际公认的马斯充电理论，美国科学家马斯提出的以**出气率为前提的蓄电池可接受充电电流曲线。理论与实践均证明了《马斯定律》的正确性，本公司工程技术人员引进、吸收国际先进技术，结合我国铅酸蓄电池的实际技术情况，研制开发出高性能全自动蓄电池智能充电控制装置。具有比普通充电机充电速度快1-3倍,节省电能25-40%的特点。★
产品用途CDKS-III型蓄电池智能充电控制装置，广泛适用于各种铅酸蓄电池的初充电及智能充电。智能充电效果显著。★
产品特点◆
具有三种充电模式。初充电、智能充电及常规充电。用户可灵活选择。◆
具有高精度的温度补偿，使其各工作电压按环境温度的变化自动补偿，其变化规律与铅酸电池电压的温度特性完全一致。保证电池的充电不受环境温度的影响。◆
采用**先进的充电模式,
先对电池进行修复（即溶解电极板的晶体），当达到智能充电条件后，按电池接受充电曲线，智能调节充电电流，保证电池不过充，不欠充，延长电池寿命。◆
在整流变压器的功率及电压等级选择恰当情况下，本控制器可实现对多种不同型号电池进行智能充电。◆
充电时间短（6小时左右可充满）。◆
整个充电过程，电池温升低（小于15℃）。◆
充电效率高，智能充电比常规充电节能25%--40%。◆
操作简单，充满后自动停机告知或自动转入浮充电状态。◆
采用CDK-III控制器为主控单元，智能化程度高。◆
采用彩色触摸屏作人机界面，具有灵活的人机对话功能，满足实时工作状态显示及各种参数的设置。◆
具有完善的保护报警功能：设有蓄电池反接、过流、过压、模块超温、电池充满等保护功能及显示相应记录。★
技术参数◆
电源：三相
**充电电压：DC
V(根据用户要求确定)◆
**充电电流：150A(根据用户要求确定)◆
保护动作时间：&3S；◆
脉冲**输出功率：0.8W：★
使用环境◆
环境温度：-20℃&
相对湿度：月平均湿度不大于90%，日平均湿度不大于95%。◆
海拔高度：不超过2500m。◆
周围空气：无引起火灾、腐蚀金属、破坏绝缘的气体◆
尘埃：使用场所应无导电、易爆尘埃；污秽等级：Ⅲ级。◆
安装使用场所应无剧烈振动和冲击，地震烈度不超过8度。◆
装置安装的垂直倾斜度：不超过5%。聚高电气公司简介
重庆聚高电气有限公司是专业从事大功率直流电源设备制造的高科技企业，是集研发、生产、销售，服务于一体的现代经济实体。拥有雄厚的技术力量、先进的检测设备、严格的管理手段。主要产品有同步电动机励磁装置及大功率铅酸蓄电池智能充电控制装置两大系列。整流形式分可控硅工频整流及IGBT高频整流两大类。重庆聚高电气有限公司将以塑造同步电动机励磁、大功率铅酸蓄电池充电行业**品牌为目标，继续加大研发投入、强化品质管理、提升服务质量。
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