蓄電池具有電壓安穩(wěn)、供電可靠、移動便利等長處，它廣泛地使用于發(fā)電廠、變電站、通訊系統(tǒng)、電動汽車、特種航天等各個部門。蓄電池首要有普通鉛酸蓄電池、堿性鎘鎳蓄電池以及閥控式密封鉛酸蓄電池三類。普通鉛酸蓄電池因為具有運用壽數(shù)短、功率低、保護雜亂、所發(fā)生的酸霧污染環(huán)境等問題，其運用范圍很有限，現(xiàn)在已逐步被閥控式密封鉛酸蓄電池所淘汰。閥控式密封鉛酸蓄電池全體選用密封結構，不存在普通鉛酸蓄電池的氣漲、電解液滲漏等現(xiàn)象，運用安全可靠、壽數(shù)長，正常運轉(zhuǎn)時無須對電解液進行檢測和調(diào)酸加水，又稱為免保護蓄電池。它已被廣泛地使用到郵電通訊、船只交通、應急照明等許多范疇。堿性鎘鎳蓄電池的特點是體積小、放電倍率高、運轉(zhuǎn)保護簡略、壽數(shù)長，但因為它單體電壓低、易漏電、造價高且容易對環(huán)境造成污染，因而其運用受到限制，現(xiàn)在首要使用在電動工具及各種便攜式電子設備上。

普通鉛酸蓄電池首要由極板組、電解液和電池槽等部分組成。正、負極板都由板柵和活性物質(zhì)構成，其中正極板上的活性物質(zhì)是棕色的二氧化鉛（PbO2），負極板上的活性物質(zhì)為深灰色的海綿狀純鉛（Pb）。電解液是用蒸餾水（H2O）和純硫酸（H2SO4）按必定的份額配成的。在充電進程中，電解液與正、負極板上的活性物質(zhì)發(fā)作化學反應，然后把電能變成化學能儲存起來；在放電進程中，電解液也與正、負極板上的活性物質(zhì)發(fā)作化學反應，把儲存在蓄電池內(nèi)的化學能轉(zhuǎn)化成電能供應負載。為了使化學反應能正常進行，電解液有必要具有必定的濃度。電池槽是極板組和電解液的容器，它有必要具有較好的耐酸性能、絕緣性能和較高的機械強度。

在蓄電池正、負極板之間接入負載，便開端了蓄電池的放電進程。此刻，正極板電位下降，負極板電位上升，正負極板上的活性物質(zhì)（PbO2和Pb）都不斷地轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徙U（PbSO4），電解液中的硫酸逐步轉(zhuǎn)變?yōu)樗?，電解液比重逐步下降，然后使蓄電池?nèi)阻新增、電動勢下降。假如在蓄電池的正、負極板之間接入輸出電壓比蓄電池端電壓高的直流電源，蓄電池的充電進程便開端了。此刻，正極板電位因正電荷集合而上升，負極板電位因負電荷集合而下降，正極板上的PbSO4逐步變?yōu)镻bO2，負極板上的PbSO4逐步變?yōu)楹＞d狀Pb。一起，電解液中H2SO4合成逐步增多，水分子逐步削減，電解液比重逐步新增，蓄電池端電壓也不斷進步。

2蓄電池快速充電技能

慣例充電的辦法選用小電流慢充方式，對新的鉛酸蓄電池初充電需70h以上，進行普通充電也需10h以上。充電時間太長，不但會拉長充電監(jiān)測的時間、造成電能的浪費，還限制了蓄電池的循環(huán)運用次數(shù)，并新增保護工作量。此外，有關像電動汽車等要求蓄電池接連供電的場合，運用起來很不便利。而選用快速充電辦法，能夠縮短蓄電池的充電時間，進步充電功率，節(jié)約能源，并更好地滿意工業(yè)使用的需求，具有嚴重的現(xiàn)實意義。

20世紀60年代中期，美國科學家馬斯對蓄電池充電進程中的出氣問題作了很多的實驗研討工作，提出了以最低出氣率為條件的蓄電池可承受的充電電流曲線，如圖1所示［1］。從圖中能夠看出，在充電進程中，只需充電電流不超越蓄電池可承受的電流，蓄電池內(nèi)部就不會發(fā)生很多的氣泡。而慣例充電一般選用先恒流、后恒壓的兩階段充電法，在充電進程初期，充電電流遠遠小于蓄電池可承受的充電電流，因而充電時間大大延長；充電進程后期，充電電流又大于蓄電池可承受電流，因而蓄電池內(nèi)發(fā)生很多的氣泡?？墒?，假如在整個充電進程中能使實際充電電流始終等于或挨近于蓄電池可承受的充電電流，則充電速度就可大大加速，而且出氣率也可操控在很低的范圍內(nèi)。這就是快速充電的基本理論依據(jù)。然而，在充電進程中，蓄電池中發(fā)生的極化電壓會阻礙其本身的充電，而且使出氣率和溫升顯著升高，因而，極化電壓是影響充電速度的重要因素。由此可知，要想完成快速充電，有必要設法消除極化電壓對蓄電池充電的影響。從極化電壓的形成機理能夠推知，極化電壓的巨細是緊隨充電電流的改變而改變的。當停止充電時，電阻極化消失，濃差極化和電化學極化亦逐步削弱；而假如為蓄電池供給一條放電通道讓其反向放電，則濃差極化和電化學極化將敏捷消失，一起蓄電池內(nèi)溫度也因放電而下降。因而，在蓄電池充電進程中，適時地暫停充電，而且恰當?shù)丶尤敕烹娒}沖，就可敏捷而有效地消除各種極化電壓，然后進步充電速度?，F(xiàn)在，大家比較認同的快速充電辦法是脈沖充電、脈沖放電去極化辦法。圖2為脈沖充電、脈沖放電去極化快速充電的波形圖。研討標明，運用如圖3所示開關充電電源可有效地完成蓄電池脈沖快速充電。

蓄電池充電操控技能簡介

圖1蓄電池可承受的充電電流曲線

蓄電池充電操控技能簡介

圖2脈沖快速充電曲線

蓄電池充電操控技能簡介

圖3高頻開關充電電源方框圖

3充電操控辦法

充電操控首要包含主充、均充、浮充三階段的主動轉(zhuǎn)化，從放電狀況到充電狀況的主動轉(zhuǎn)化，充電程序判別及停充操控等方面。把握正確的操控辦法，有利于進步蓄電池充電功率和運用壽數(shù)。

3.1主充、均充、浮充各階段的主動轉(zhuǎn)化

現(xiàn)在，國內(nèi)大部分充電電源仍選用主充、均充、浮充三階段充電法完成對蓄電池的充電。充電各階段的主動轉(zhuǎn)化辦法有：

（1）時間操控，即預先設定各階段充電時間，由時間繼電器或CPU操控轉(zhuǎn)化時間；

（2）設定轉(zhuǎn)化點的充電電流或蓄電池端電壓值，當實際電流或電壓值到達設定值時，即主動轉(zhuǎn)化；

（3）選用積分電路在線監(jiān)測蓄電池的容量，當容量到達必定值時，則發(fā)信號改變充電電流的巨細。

上述辦法中，時間操控比較簡略，但這種辦法缺乏來自蓄電池的實時信息，操控比較大略；容量監(jiān)控辦法操控電路比較雜亂，但操控精度較高。

3.2充電程度判別

在對蓄電池進行充電時，有必要隨時判別蓄電池的充電程度，以便操控充電電流的巨細。判別充電程度的首要辦法有：

（1）調(diào)查蓄電池去極化后的端電壓改變。一般來說，在充電初始階段，電池端電壓的改變率很?。辉诔潆姷闹行碾A段，電池端電壓的改變率很大；在充電晚期，端電壓的改變率極小［2］。因而，通過觀測單位時間內(nèi)端電壓的改變狀況，就可判別蓄電池所在的充電階段；

（2）檢測蓄電池的實際容量值，并與其額外容量值進行比較，即可判別其充電程度；

（3）檢測蓄電池端電壓判別。當蓄電池端電壓與其額外值相差較大時，闡明處于充電初期；當兩者差值很小時，闡明已挨近充溢。

3.3停充操控

當蓄電池足夠電后，有必要適時地切斷充電電流，否則蓄電池將出現(xiàn)很多出氣、失水和溫升等過充反應，直接危及蓄電池的運用壽數(shù)。因而，有必要隨時監(jiān)測蓄電池的充電狀況，確保電池足夠電而又不過充電。首要的停充操控辦法有：

（1）按時操控選用恒流充電法時，電池所需充電時間可依據(jù)電池容量和充電電流的巨細很容易地確認，因而只需預先設定好充電時間，一旦時間一到，按時器即可宣布信號停充或降為涓流充電。按時器可由時間繼電器充任，或者由單片機承當其功能。這種辦法簡略，但充電時間不能依據(jù)電池充電前狀況而主動調(diào)整，因而實際充電時，或許會出現(xiàn)有時欠充、有時過充的現(xiàn)象；

（2）電池溫度操控對CdNi電池而言，正常充電時，蓄電池的溫度改變并不顯著，可是，當電池過充時，其內(nèi)部氣體壓力將敏捷增大，負極板上氧化反應使內(nèi)部發(fā)熱，溫度敏捷上升（每分鐘可升高幾個攝氏度）。因而，調(diào)查電池溫度的改變，即可判別電池是否現(xiàn)已充溢。一般選用兩只熱敏電阻別離檢測電池溫度和環(huán)境溫度，當兩者溫差到達必定值時，即宣布停充信號。因為熱敏電阻動態(tài)呼應速度較慢，故不能及時準確地檢測到電池的滿充狀況；

（3）電池端電壓負增量操控一般來說，當電池足夠電后，其端電壓將出現(xiàn)下降趨勢，據(jù)此可將電池電壓出現(xiàn)負上升的時間作為停充時間。與溫度操控法比較，這種辦法呼應速度快，此外，電壓的負增量與電壓的絕對值無關，因而這種停充操控辦法可適應具有不同單格電池數(shù)的蓄電池組充電。此辦法的缺陷是一般的檢測器靈敏度和可靠性不高，一起，當環(huán)境溫度較高時，電池足夠電后電壓的減小并不顯著，因而難以操控；

（4）運用極化電壓操控一般狀況下，蓄電池的極化電壓出現(xiàn)在電池剛好充溢后，一般在50mV～100mV數(shù)量級，選用有關專利技能［3］來丈量每個單格電池的極化電壓，這樣就使每個電池都可充電到它本身所要求的程度。研討標明，因為每個電池在幾許結構、化學性質(zhì)及電學特性等方面至少存在一些細微的差別，那么依據(jù)每個單格電池的特性來確認它所要求的充電水平會比把蓄電池組作為一個全體來操控的辦法愈加合適一些。這種辦法的長處表現(xiàn)在：

①不需溫度補償；

②電池不需接連浮充電，電池間連線腐蝕削減；

③不同類型和運用狀況的電池可構成一組運用；

④能夠隨意新增電池以便擴容；

⑤每個電池都可用到不能再用，而其壽數(shù)不會縮短。