[发明专利]阀控式铅酸蓄电池的充电装置

说明书

技术领域

本发明涉及蓄电池充电的技术领域，具体是一种阀控式铅酸蓄电池的充电装置。

背景技术

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℃）以下的春秋冬季节，温度偏低，有时甚至达到-20℃以下充电（铅酸蓄电池的电解液的冰点适于达到-25℃以下，有的可达-40℃），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=I²Rt）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℃）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℃为基准，每降低10℃，则内阻增大12%～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。

发明内容

本发明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，本发明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R_t。

进一步，若蓄电池中的电解液在温度为25℃时蓄电池的内阻为R_T，当测得蓄电池的实时内阻R_t≤R_T，即所述电解液的温度不低于25℃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。