快速充電技術解析及解決方案集錦

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? ? ? 隨著各種蓄電池的廣泛使用，快速充電技術已經(jīng)引起人們的廣泛重視。傳統(tǒng)的充電方法充電時間過長，且由于充電過程過于簡單而會使蓄電池壽命縮短，因此已經(jīng)面臨淘汰。相應的，一些新的快速充電方法開始涌現(xiàn)，并已應用于生產(chǎn)實踐中。本文中從快速充電原理、電路特點、相關解決方案及參考設計進行全面解析與分享。

　　快速充電原理

　　蓄電池的種類很多，目前應用最廣的主要是密封鉛酸蓄電池和鎳鎘電池。這2種蓄電池的充放電原理都是一樣的，即都是通過化學反應產(chǎn)生正負離子形成電流。

　　電池在充放電的過程中會產(chǎn)生氧氣，在密封式蓄電池中，這些正極產(chǎn)生的氧氣可以通過隔膜和氣室被負極吸收，整個化學反應形成一個循環(huán)的反應形式。就密封式電池而言，它的內(nèi)壓有限，因此負極的吸收速度也是有限的。如果充電電壓過高，正極產(chǎn)生氧氣的速度過快，負極的吸收速度跟不上氧氣的產(chǎn)生速度，長時間之后必然造成電池失水，從而誘發(fā)電池的微短路硫酸化等失效現(xiàn)象，損害電池的質(zhì)量，縮短其使用壽命。同時高速率充電時電池的極化會造成電池內(nèi)部壓力上升，電池溫度上升，電池內(nèi)阻升高，這不僅會縮短電池壽命，而且有可能對電池造成永久性傷害。蓄電池的這一化學反應原理是研究制定快速充電方法的根本。一方面，快速充電要盡量加快電池的化學反應，使充電速度得到最大的提高;另一方面，又要保證負極的吸收能力，使其能夠跟得上正極氧氣產(chǎn)生的速度，同時要盡可能消除電池的極化現(xiàn)象。

　　提高蓄電池的化學反應速度有2種方式，一是改進蓄電池的結(jié)構以降低其內(nèi)阻和提高反應離子的擴散速度，二是改進蓄電池的充電方法。

　　快速充電電路特點

　　1、輸出電壓設定好后（例如36V），若被充電瓶極板脫落斷開，造成某組電池不通，或出現(xiàn)短路，則電瓶端電壓即降低或為零，這時充電器將無輸出電流。

　　2、若被充電瓶電壓偏離設定電壓，如設定電壓為36V，誤接24V、12V、6V電瓶等，充電器也無輸出電流，若設定為24V誤接為36V電瓶，由于充電器輸出電壓低于電瓶電壓，因而也不能向電瓶充電。

　　3、充電器兩輸出端若短路時，由于充電器中可控硅SCR的觸發(fā)電路不能工作，因而可控硅不導通，輸出電流為零。

　　4、若使用時誤將電瓶正負極接反，則可控硅觸發(fā)電路反向截止，無觸發(fā)信號，可控硅不導通，輸出電流為零。

　　5、采用脈沖充電，有利于延長電瓶壽命。由于低壓交流電經(jīng)全波整流后是脈動直流，只有當其波峰電壓大于電瓶電壓時，可控硅才會導通，而當脈動直流電壓處于波谷區(qū)時，可控硅反偏截止，停止向電瓶充電，因而流過電瓶的是脈動直流電。

　　6、快速充電，充滿自停。由于剛開始充電時電瓶兩端電壓較低，因而充電電流較大。當電瓶即將充足時（36V電瓶端電壓可達44V），由于充電電壓越來越接近脈動直流輸出電壓的波峰值，則充電電流也會越來越小，自動變?yōu)殇噶鞒潆姟．旊娖績啥穗妷罕怀涞秸鬏敵龅牟ǚ遄畲笾禃r，充電過程停止。經(jīng)試驗，三節(jié)電動車蓄電池36V（12V／12Ah三節(jié)串聯(lián)），用該充電器只需幾個小時即可充滿。

　　7、電路簡單、易于制作，幾乎不用維護及維修。

　　快速充電技術探討：

　　關于快速充電技術的探討

　　實現(xiàn)蓄電池快速充電的技術途徑

　　相關快速充電解決方案及參考設計如下文。