[发明专利]一种电池组充电方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信电源技术领域，尤其涉及一种电池组充电方法及系统。

背景技术

移动通信基站蓄电池从目前使用情况来看，普遍存在蓄电池容量下降过快，使用寿命短，甚至短短1～2年时间蓄电池的容量只有标称容量的30%～40%，有的只有10%～20%。而大部分基站蓄电池经过1～4年运行，其容量只有其标称容量50%左右，远远达不到其设计使用寿命。按蓄电池使用维护标准要求，蓄电池容量只要下降到其标称容量的80％,其使用寿命就终止，应对其进行更换，然而对更换下来由于极板硫化等原因造成落后报废蓄电池组由于目前充电技术条件的限制无法进行二次利用，造成很大资源的浪费。

目前，所采用蓄电池充电方式均未能遵从电池内部的物理化学规律，使整个充电过程存在着严重的过充电和析气等现象，充电效率低。是造成蓄电池容量下降的一个原因。

移动通信基站所使用开关电源设备对蓄电池充电方式是传统恒压充电方式，用于技术状态良好的蓄电池进行补充充电是可行的。然而移动通信基站开关电源之所以采用恒压充电方式，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。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。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。

采用恒压充电时，一个重要问题就是要选择适当的充电电压，若充电电压选得过高，则充电初期的充电电流就会过大，这对蓄电池不利;若充电电压选得过低，不仅会使充电速度减慢，而且会过早地停止充电，造成蓄电池充电不足。所以若选择的充电电压适当，则既能防止充电初期充电电流过大，又能使蓄电池基本上充足电。恒压充电的缺点是充电电压恒定，充电电流不能自由调节，因此不能适应对各种不同技术状态的蓄电池进行充电，同时也不能保证蓄电池彻底充足电。

当蓄电池由于多种原因导致亏电后，再使用恒压充电方式进行补充充电，因恒压充电方式固有的不足，蓄电池不能完全充足，极板表面硫化现象不能完全消除，蓄电池投入使用后，又容易再次发生亏电故障。如此不良循环的恶果就是，蓄电池极板表面硫化现象越来越严重，蓄电池的容量越来越小，蓄电池的技术状态越来越差。这是造成移动通信基站蓄电池提前报废的一个主要原因。

充电过程中，单体蓄电池的充电电压比电池自身实时的电压高出100mV，通过蓄电池的充电电流比蓄电池的最大安全受电电流要增大10倍以上。而充电前蓄电池一般都是在放完电后，这时的蓄电池肯定是处在最低的电压上。如单体铅酸蓄电池，放电后一般为1.8～2.0V，而此时的充电电压如果是恒定在2.25～2.4V，可见充电器输出的电压和蓄电池电压的差已远远大于100mV。这样的恒压充电，通过蓄电池的充电电流将是蓄电池最大安全电流的几十倍，如果开关电源的输出功率与容量足够大的话，必定会造成蓄电池的损坏，如果开关电源的容量不够，那就必定会造成开关电源的过载烧毁。

经过改进后的恒压限流充电方式，为了能保障蓄电池和开关电源不致遭到损坏，却降低了充电效率，增加了损耗，延长了充电时间。虽然绝大多数的开关电源设有环境温度变化的跟踪补偿能力，但是开关电源此时还保存着最大的电流输出能力。至此，可以看出，造成蓄电池使用中出现早期性能下降和损失容量的重要原因，大多是传统蓄电池充电技术落后与过程控制不力所致。

蓄电池亏电状态极板极易产生硫化，而恒压充电方式又很难消除极板硫化现象，充电时较大的充电电流除用于消除极板硫化现象外，还会电解水，所以充电时蓄电池很快就产生了大量气泡，给人以蓄电池已充足电的假象。如果仔细观察就会发现，极板硫化的蓄电池充电时，很快就能产生大量气泡，而正常的蓄电池则是在充电终了时才会产生大量气泡。仅从气泡产生的时间就是不一样的，是有较大区别的。由于极板硫化，蓄电池的容量就会大大降低，直接影响蓄电池的正常使用。也就是说，使用恒压充电方式很难恢复蓄电池的额定容量。

蓄电池的充放电是一个复杂的电化学过程。一般地说，充电电流在充电过程中随时间呈指数规律下降，不可能自动按恒流或恒压充电。充电过程中影响充电的因素很多，诸如电解液的浓度、极板活性物的浓度、环境温度等的不同,都会使充电产生很大的差异。随着放电状态、使用和保存期的不同，即使是相同型号、相同容量的同类蓄电池的充电也大不一样。