[发明专利]采用微电脑控制的铅酸电池充电方法

说明书

技术领域

本发明属于电动车电池的充电技术领域，特别涉及电动车铅酸电池充电方法。

背景技术

当前电动车界铅酸电池的充电普遍采用的是三段式充电器，它的充电过程如图1所示。

这种三段式充电是指整个充电过程由恒流充电阶段(A段)、恒压充电阶段(B段)和涓流充电阶段(C段)构成。它的充电功能的实现是靠分立器件和专用芯片搭建的充电控制电路自动完成，无需人为调节。充电器在出厂前也设定好恒流充电电流值、最高恒压电压值和涓流浮充电流值等。使用者接通被充电池和交流电源后，充电器立即按出厂前设定的固定参数，按照充电控制电路规定的固有模式工作，自动完成恒流充电、恒压充电和涓流充电三个阶段。

第一段：恒流充电阶段，此阶段充电器以恒定电流充电，使电池电压逐渐达到充电器设定的最大充电电压时结束，自动进入恒压充电阶段。

在恒流充电阶段，充电的恒流电流大小设定为≤0.2C，C为电池容量。对于电池容量C在10Ah-14Ah之间的铅酸电池，现在各充电器厂家生产的适用于10Ah-14Ah容量电池的充电器的充电恒流电流大都为1.8A-2.0A，其中又以1.8A居多，即充电的恒流电流大小设定为(0.2-0.128)C。

恒流充电阶段充电器最高充电电压有下面几个因素的设定：

目前使用的铅酸电池单体标称电压为12V，3节串联使用的标称电压为36V，4节串联使用的标称电压为48V。在常温下，单体电池最高充电电压为14.7V-14.8V之间，一般设定为14.75V，对于36V电池组，最高充电电压为14.75×3＝44.25，一般厂家都是设定在42-44V之间，取43V居多。对于48V电池组，14.75×4＝59V，一般厂家都是设定在58-60V之间，取59V居多。

以48V、10Ah电池组为例，充电器在1.8A电流和59V电压的固定参数情况下进行第一段的恒流充电。

一个未进行充电的新电池或已经使用了的待充电电池，随着恒定1.8A电流充电的进行，电压会逐步升高，数小时后达到最高充电电压。

这个阶段有以下几个问题：

A、最高充电电压Vmax的设定没有考虑温度变化：通常是以常温(通常指20℃-25℃)下单体电池最高充电电压为14.75V来设定的；然而从理论及实验得知，50℃和-10℃情况下的充电电压分别应是14.4V和15.1V，48V电池组50℃时的充电电压应为57.6V，用59V充电时，过压充电，电池产生发热，发热就会使电池失水，长此以往，形成电池热失控，直至失效。同样48V电池组-10℃时的充电电压应为60.4V，用59V充电，欠压充电，电池充不满，长期充不满电池极板就会硫化形成硫酸铅结晶，电池容量衰减导致失效。

B、这种充电器是固定电流充电，没有电流监控，对于失水电池，充电过程中恒流充电电流也会变化：电池发热，内阻减小，充电电流加大，发热加剧，形成恶性循环，导致电池迅速失效。

C、没有充电时间监控：有些电池组电压偏低，无法达到设定最高充电电压Vmax，就会一直以恒流充电模式充电，导致电池发热、失水，进而失效。

第二段：恒压充电阶段，此阶段充电器仍保持以最大的充电电压充电，充电电流逐步下降；当充电电流下降到0.5-0.3A时，到达充电器设定的一个转换点，充电器指示灯从红灯变为绿灯，表示电池基本充满，恒压充电结束，充电进入第三阶段-涓流充电阶段。

这个阶段有可能出现以下几个问题：

A、充电电流始终保持在0.5A以上的某一个数值，不能达到变灯设定值；

B、充电电流在下降一段后不降反升；

C、充电电流下降趋势存在，但是时间过长。

上述几种情况都会导致电池过充、发热和失水，进而使电池失效。

第三阶段：涓流充电阶段，充电过程进入涓流充电阶段后，充电器给出一个0.3-0.5A的小电流持续维持给电池充电，这时的电池端电压为低于最高充电电压、高于静态电压的浮充电压。现有充电器涓流充电阶段没有时间设定，即一直充到使用者人为结束充电为止，这样的过程也会影响电池容量和寿命。

随着电动车技术的提高和实践经验的积累，在经过十几年的市场考验后，发现电池的热失控和硫化已经成了影响电池寿命和容量的两大痼疾，而这两个问题又与充电密切相关。所以有人说，电池不是用坏的而是充坏的，就是说在充电器给电池充电过程中造成了电池的欠充和过充，形成失水和硫化。对于有问题的电池，又不能予以保护而是继续沿用固有的充电模式给电池继续充电，加速有问题电池失效。

发明内容