蓄电池充电器（共12篇）
蓄电池充电器 篇1
1 引言
铅酸蓄电池由于其大容量、高电动势、高性能、安全可靠等特点,被广泛应用到新能源、通信、电力等众多行业中。但是现有的充电控制器充电效率很低,而且不合理的充电方式造成容量快速下降,使用寿命缩短,电池过早废弃,每年废弃电池数量非常可观,造成的经济损失很大。因此,如何高效、快速、无损地对蓄电池科学充电是业界关心的重要问题。美、日、德等国家对蓄电池的性能和理论研究一直走在前面,有关充电技术的研究起步也较早,控制技术也相对成熟,陆续提出了一些新型的充电方法,如脉冲式充电法、间歇充电法、智能充电法等。目前,国内市场上使用的智能充电控制器,多适用于市电电网[1]。但是充电时间比较长,充电方法过于单一,控制不当会对蓄电池本身造成损害,以至影响蓄电池本身的使用寿命。本文以DSP为核心控制器,采用三阶段充电策略,并结合模糊自整定PID控制策略,使充电电流自始至终保持在蓄电池可接受的充电电流曲线附近,有效提高铅酸蓄电池的充电时间和充电效率。
2 总体设计思想
大容量蓄电池智能高效充电控制器的系统框图如图1所示,主要分为主电路和控制电路两个部分。包括:电源模块、充电主电路模块、模拟量检测模块、显示及报警模块和PWM驱动模块[2]。
系统工作原理:380V交流电压输入,经过变压模块和三相桥式整流、DC/DC变换模块转换成蓄电池可接受的充电电压。控制电路采用DSP芯片作为主控制器,实时采集蓄电池的充电电压、充电电流、温度等参数,通过DSP内部的AD转换为数字量并判断电池是否出现过压、过流和过热等故障。若出现故障,DSP立即关断,并发出声光报警。若检测正常,则采用
基于模糊自整定PID控制算法产生相应占空比的PWM脉冲来控制DC/DC变换电路,实现对电池进行充电。
3 硬件电路设计
3.1 三相全桥整流电路设计
三相全桥整流电路由六个二极管组成,采用不可控形式。将输入的380V/50Hz的交流电经过变压器变压后得到24V的单向脉动电压。之后采用电容滤波电路,滤除纹波得到较为平滑的直流信号。
3.2 DC-DC电路设计
设计中,采用BUCK电路实现DC-DC电路模块设计。电感电流工作在连续模式下。设计取浮充电压为13.4V。图中,Q1为主功率管,选用IRF640N,C1和C2主要用于滤除低频噪声,C3用来滤除高频噪声[3]。D2是为了防止蓄电池和充电器相连之间的回流对电路造成故障。
3.3 驱动电路设计
DSP产生的PWM信号经过缓冲器SN74HCT244N,输出幅值为3.3V的脉冲信号,经过放大电路放大后得到幅值12V脉冲信号,输入到IR2112上经过隔离放大去驱动主功率管Q1[4]。设计中,采用IR2112浮置通道驱动BUCK变换器主功率管IRF640N。
3.4 温度检测电路设计
为了防止充电时的温度过高,对蓄电池的损坏,系统实时对蓄电池的温度进行监测。温度检测采用一线制数字温度检测芯片DS18B20实现。采用外接电源形式,只需一根线与单片机的IO口相连,即可完成蓄电池的温度检测。
3.5 信号采集调理电路设计
为了保证系统能够安全、稳定的工作,主控单元实时对蓄电池的充电电压和充电电流进行监测。然后将监测的信息送入DSP自带的AD中,通过分析和计算得到控制信号。系统电压采样时通过电阻分压实现的,采用两级运放实现电压信号的采集,第一级运算放大器输出-5V~5V的电压信号;第二级运算放大器输出电压信号为0~3V,满足DSP的AD输入电压范围。充电电流的采样时通过采样电阻RT采样实现的[5]。电路如下图4所示。采样信号后加一个电压跟随器,提高了AD转换精度。图中的稳压二极管是用来防止采样信号电压高于3.3V对DSP造成的损坏。
4 软件设计
智能充电器采用三阶段脉冲充电模式,使充电电流紧紧跟随蓄电池的可接受充电电流曲线,避免蓄电池充电末期析气,也避免因电流过大导致的热失控。首先初始化,在该阶段完成中断初始化、PWM模块初始化及定时器初始化等。进入主程序循环,ADC采样数据实时对蓄电池充电过程进行监控,并判断是否满足恒流充电;若不满足,则判断是否满足恒压充电;若满足进入恒压充电,若不满足判断是否满足浮充充电,满足则进入浮充充电[6]。为了避免极化现象,在每一阶段充电完成后,及时对蓄电池进行放电去极化处理。充电过程中实时检测蓄电池充电温度,出现超温现象即报警,并实施温度保护控制。
5 结论
本文设计和研制了铅酸蓄电池充电器设计,在传统充电基础上采用三阶段充电策略,充电过程遵循马斯定律,并且在控制算法上采用传统PID算法结合智能算法的策略实现蓄电池的反馈控制。该设计具有结构简单、充电效率高等特点,广泛应用于航空航天等行业。
参考文献
[1]贾英江,王立冬,王维斌.铅酸蓄电池充电方法初探[J].电源技术,2001,25(01):27-28.
[2]郭凤仪,缪传海,张继华.智能型铅酸电池充电器设计与实现[J].计算机系统应用,2012,21(3):76-79.
[3]孔庆德.开关型智能蓄电池充放电系统的研究[D].西南交通大学,2004.
[4]赵键.基于智能控制技术的铅酸蓄电池充电设备的研究[D].南京理工大学,2008.
[5]裴杰,王江燕.DC/DC转换器中电流采样电路的设计[J].电子科技,2009,22(4):33-35.
[6]张素文,贺凯歌.基于模糊控制理论铅酸蓄电池充电器的设计[J].电源技术应用,2008(3):18-21.
蓄电池充电器 篇2
蓄电池机车充电工安全技术操作规程一、一般规定
第1条 必须专业培训考试合格后，方可上岗作业。第2条 必须熟悉本岗位的机电设备性能、供电系统及《煤矿安全规程》的相关规定；掌握有关设备、机上的仪表、确认指示准确后再进行送电。
第25条 擦净电池箱盖上的灰尘、积水后，打开电池箱清洗干净。
第26条 每次充电前都应对电源装置进行检查，仪器、仪表、工具和消防器材的正确使用方法，按本规程要求进行充电作业，并能正确处理一般故障。
二、安全规定
第3条 对于防爆特殊型蓄电池极柱的焊接，必须由经过专业培训并通过主管部门考核、取得《允许操作证》的人员担任。
第4条 配制硫酸电解液必须用纯水或蒸馏水。第5条 配制电解液时必须穿戴胶靴、橡胶围裙、橡胶手套、护目眼镜和口罩等防护用品。
第6条 在调合电解液时必须将硫酸徐徐倒入水中，严禁向硫酸内倒水（以免硫酸飞溅，烫伤工作人员）。
第7条 配制酸性电解液，遇有电解液烫伤时，应先用5％的硫酸钠溶液清洗，然后再用清水冲洗。
第8条 配制碱性电解液，如果皮肤沾有碱液时，应先用3%的硼酸水清洗，然后再用清水冲洗。
第9条 禁止在充电过程中紧固连接线及螺帽等。禁止将扳手等工具放在电池上。
第10条 碱性蓄电池使用300－350个循环、酸性蓄电池使用6个月应全部更换一次电解液并进行清洗，然后按初充电方式进行充电。
第11条 每组电瓶使用达30个循环时，要进行一次全面检查，并均衡充电一次。
第12条 每周应测量一次泄漏电流，清洗一次特殊工作栓。
第13条 每周必须检查和调整每只蓄电池电解液的密度。
第14条 严禁占用机车充电。
第15条 在井下蓄电池充电室内侧定电压时，可使用普通型电压表，但必须在揭开电池盖10分钟后进行。
第16条 妥善保管好防火工具及消防器材，确保其完好、有效。
第17条 作业时应穿着规定的劳动保护用品。第18条 认真执行岗位责任制和交接班制度。
三、操作准备
第19条 认真检查电压表、点温计、密度计及温度计等检测仪表，确保其灵敏可靠。
第20条 充电前必须先进行整体检查：
1、电池装置外部应完好，铭牌和防爆标志齐全。
2、电池装置的型号、额定工作电压。第21条 换电瓶箱时，必须把电机车控制器手把拉回零位，取下手把，抽出电机车上的插销。
第22条 用推移方法换电瓶时，机车应与充电架对中，抽出电瓶箱与机车上的4个固定串销，再平行推移到充电架上。
第23条 用吊车换电瓶时，应先检查吊车起重钩环、钢丝绳、制动闸与电动按钮，确认无误后再进行起吊。吊车升起后，严禁人员在起重物下行走或站立。
第24条 充电工作开始前应先检查充电机及充电
发现问题及时处理。
第27条 检查各电池间连接极柱是否正确，接线端子的连接是否牢固。
第28条 充电机电源的两极不得接反（电源的正极接电池的正极、电源的负极接电池的负极）。
第29条 整流设备充电插销必须采用电源装置的专用插销，不得用其他物品代用。
第30条 清除放在电瓶上的任何工具、物品与脏物，打开全部电池旋塞。
四、正常操作
第31条 充电前应在检查一次电源连接是否正确，观察电压表的指示值，并做好记录。然后启动整流器开始充电。
第32条 注意观察电池在充电过程中发生的变化（其中包括电解液的密度和温度、电池的端电压、充电电流的变化），如有异常情况应停电处理，不准电池带故障充电。
第33条 各种型号的电瓶及充电机，其充电方式、充电电流、充电时间、常规充电或快速充电，应按该产品说明书及有关技术文件执行。
第34条 在有80%的单体电池电压升至2.4伏时，方可改用第二阶段充电。当电解液冒出细密强烈气泡，而且达到2.5伏以上，电压、比重稳定3小时不变，即为充电完毕。
第35条 停止充电前各电池槽的比重：酸性为1.26±0.01，否则，可用蒸馏水（当大于1.270时）或比重为1.300的稀硫酸（当小于1.250时）调整；碱性为1.17－1.220。液面高出极板高度：酸性为10－20毫米，碱性为15－30毫米。
第36条 充电时电解液的温度不得超过下列规定：合成碱电解液43℃；苛性钠电解液35℃；硫酸电解液45℃。温度超过时应立即停充或降低电流充电，待冷却后再充。测量温度时应不少于3块电池。
第37条 注意连接线与极柱不得有过热或松动现象。
第38条 电池中电解液溢出时，应及时吸出、擦净。
第39条 监视充电设备的运行情况，遇有不正常现象立即停充，待处理后再充电。
第40条 在充电过程中，每小时必须检查一次电池电压、电流、液面、比重和温度，并做好记录。
第41条 充电完毕必须停止1－1.5小时，待冷却后方可盖上电池旋塞。擦净注液口的酸碱迹，用清水冲刷后盖上电池箱盖，锁上螺栓。
五、收尾工作
为电池充电加速 篇3
现在市面上大多数充电电池均为锂离子电池，这种电池能够在单位重量下携带更多的能量。锂在锂离子电池正负极材料中存在的形态既不是离子形态，也不是原子形态，而是介于原子与离子的中间形态，我们称其为“锂亚原子”。充电时，“锂亚原子”失去电子变成离子后进入溶液，锂离子在电场作用下到达负极，与从外电路过来的电子形成“锂亚原子”，存在于负极材料中。放电则相反，“锂亚原子”失去电子变成锂离子进入溶液，在电场作用下迁移到正极，与外电路过来的电子形成“锂亚原子”存在于正极材料中。现阶段广为应用的锂离子电池可以储存大量电能并平稳释放电能，但是不能在瞬间大量释放或获取电能。常见的锂离子电池每分钟充电量为总容量的2％～3％，完全充电时间大约需要几个小时，有时候还会更长。研究人员通常认为，这种情况缘自“锂亚原子”和电子共处时，在电池材料中活动太缓慢。
针对这一点，日本东芝公司研发出一款“超级充电离子电池”。这种电池的特别之处是在电池负极上使用了一种可以在大约1分钟的时间内吸附80％的锂离子的特殊材料，这样就可以做到快速充电，只要短短10分钟便可以把电池电量充至90％左右。这种电池比锂离子电池更耐用，锂离子电池一般能充电500次，这种电池能充电5000～6000次，而且这种电池有多种安全措施：防短路，耐热，不怕高电压。
最近，又有两位来自美国麻省理工学院(MIT)的材料专家宣布，他们开发出制造充电电池的新技术，可以大幅缩短手机和汽车的充电时间。两位专家在英国《自然》杂志上发表报告说，利用这种新技术制造的手机电池可以在10秒钟内完成充电，汽车电池可以在5分钟内完成充电。这项技术为新一代充电电池的诞生铺平了道路。
MIT的材料科学家采用的办法和东芝公司类似，也是经过改良锂离子电池的负极来保证锂离子电池在几秒钟内充电完毕。他们尝试将磷酸锂铁加入到锂离子电池的负极当中。这时负极由磷酸锂铁的微小颗粒构成，锂离子就在这些微粒的内部无规则地摆动。
两位专家通过计算机模型发现，锂离子一旦找到一个入口，便会迅速钻入这些微粒。然而它们往往只是在这些微粒的表面徘徊，难以找到一个真正的入口。因此，问题根源其实在于如何使这些锂离子进入能够将它们与电子分离的极微细通道。后来，他们通过在磷酸锂铁微粒的表面覆盖上一层碳，部分解决了这一难题——这些碳将帮助锂离子在磷酸锂铁微粒的表面更加迅速地移动，并最终找到一个入口。最后，他们又在这一基础上进行了新的改良：将微粒表面的碳外衣转换为由磷酸锂制成的传导性更佳的玻璃样材质涂层。利用这个涂层可以将锂离子导入极微细的通道，使它们能够迅速到达终端。
结果表明，由新材料制成的小电池能够在短短的10秒钟内充电完毕，这比没有“玻璃外衣”的磷酸锂铁电池的充电速度快了30倍，更比商用锂离子电池快了100倍。
两位专家还表示，由于这项技术不需要新材料，只是改变制造电池的方法，所以用两年到三年时间就可以将这项技术市场化。这意味着电力储存技术的革新，同时也给环保型汽车和可再生能源的发展带来便利。对此，美国加利福尼亚州劳伦斯·伯克利国家实验室的材料科学家及电池专家马尔卡·德夫(Marca·Doeff)表示：“这真是一个非常棒的概念。”这甚至将是生活方式的改变。
铅酸蓄电池充电器电路设计研究 篇4
随着全球汽车产量和保有量的不断增长, 使用内燃机作为驱动动力的汽车所带来的严重的环境污染和越来越紧迫的全球石油资源危机等问题, 致使世界各国不得不寻求排放低及节能新型交通工具, 电动车是新能源交通工具的发展方向。铅酸蓄电池经过百余年的发展与完善, 不仅具有价格低廉、可靠性和安全性高等特点, 而且原材料丰富、制造工艺简单, 因而在通讯、交通、电力等部门得到了广泛应用, 是目前国内电动车使用的主要动力电池。电池的性能好坏, 使用寿命长短直接影响到电子产品的使用寿命和安全。充电器质量直接影响到电池的寿命, 好的充电器延长电池组的使用寿命, 相反, 质量差的充电器会缩短电池组的使用寿命, 因此关于铅酸蓄电池充电器电路设计的研究显得特别的重要。本论文以电动自行车铅酸蓄电池充电器为例, 介绍充电器关键电路的设计。
二、充电器基本构成
电动车是采用蓄电池作为动力的新型交通工具, 作为电动车电气系统的“四大件”之一的充电器是为蓄电池补偿能量的, 其性能的好坏不仅决定充电时间的长短, 还决定蓄电池的使用寿命。典型的充电器多由AC-DC功率变换器和电压/电流检测电路、反馈电路三部分构成, 如图1所示。其中, AC-DC功率变换器的作用是将220V的市电电压变换为铅酸电池组充电所需的直流电压。电压/电流检测电路的作用就是对蓄电池所充的电压进行检测, 检测结果不仅通过显示电路告知用户充电器的工作状态, 而且通过反馈控制电路送到功率变换器, 自动调整功率变换器输出的电压, 确保充电器为蓄电池快速、安全、可靠地充电。
三、开关电源电路
随着蓄电池电动车的迅猛发展, 对充电器的要求越来越高, 从开始的单纯充足, 到目前的延长蓄电池寿命, 减少能源消耗, 充电器的功能已发生了质的飞越。现在国外己研制成功只要用一小时就可充满蓄电池的大功率充电器, 在体积上也越来越小, 现在最小的大功率充电器只有一只书包大小。开关电源在我国的研究发展比较晚, 但因其体积小、动态响应速度快、输出纹波小、效率高、适合市电输入范围宽、安全可靠等特点, 近年来得到国内外的广泛研究与关注, 特别在通信、电力等领域中, 己经得到了广泛的运用。 在常见的开关电源电路中, 一般主要由整流滤波电路, 启动和供电电路, 振荡电路等几部分组成。
(一) 整流滤波电路。
该电路多为桥式整流和电容滤波电路, 典型的普通桥式整流滤波电路如图2所示。经市电滤波电路后的市电电压通过VD1～VD4全桥整流、C1滤波后获得300v左右直流电压, 为开关电源供电, C2～C5用来吸收VD1～VD4两端的浪涌冲击电流, 防止VD1～VD4过压损坏。该电路完成了交流-直流的变换, 但是对频率为50 Hz交流电的变换, 输出直流电供给振荡电路。
当开关电源出现故障时, 将导致电子设备不通电, 无法工作, 因此开关电源电路典型故障分析非常重要。如图2, 在整流滤波电路中, 若整流管VD1～VD4或高频滤波电容C2～C5击穿, 会导致市电输入回路的保险管FU1过流熔断。若VD1～VD4有开路或滤波电容C1容量下降, 将产生开关电源带载能力差或开关管损坏的故障。VD1～VD4、C2～C5是否击穿万用表电阻挡就可测出。 该电路通过整流滤波产生300 V左右的直流电压供给开关管集电极, 在检测该电路时应考虑两个关键点:一是整流前电路如保险丝或限流保护电阻是否正常, 当保险丝或电阻烧断时。不要轻易更换试机.首先要判别电源电路或负载是否有短路, 尤其要注意是开关管是否被烧坏击穿, 更换开关管前还应检测周围元器件是否有损坏, 检查无误后, 再更换开关管和保险丝或电阻。二是滤波电容两端的电压, 一般为300 V左右, 该点电压是否正常是决定振荡电路正常工作的首要条件, 一般多为电容容量减少或漏电引起该点电压减少, 从而引起电源电路的故障或彩电光栅显示不正常或出现网纹干扰, 用替换法可以很容易判断。
(二) 启动和供电电路。
自激式开关电源和他激式开关电源的启动电路不同, 本文采用自激式开关电源, 如图3所示。
自激式开关电源的启动电路有电阻限流和电阻、电容限流启动两种。而充电器的开关电源仅采用电阻限流启动方式, 所以下面介绍该种启动电路的工作原理。
(三) 工作过程。
参见图3, 滤波电容C1两端的300V电压限流电阻R1、开关VT1的b-e结构成回路, 回路中的电流为开关管VT1提供1～4mA启动电流, 使VT1进入初始导通放大状态, 实现开关电源的启动。采用电阻限流启动方式的特点是:负载过流时开关电源的过流保护电路动作, 使开关电源停止工作, 但开关电源会在启动电路的作用下再次启动重复以上过程, 通常开关变压器T1会发出连续的高频“吱吱”声。
(四) 故障特征。
自激式开关电源启动电路的故障特征是:限流的阻值增大或开路 (或启动电容的容量减少) , 导致开关管基级输入的启动电流较小时, 开关电源不能启动或启动困难。同样, 开关管放大倍数低等原因也会产生开关电源不能启动或启动困难的故障。
三、振荡电路
振荡电路为开关电源的关键部位, 其电路主要有开关管、启动电路、正反馈网络和开关变压器组成;振荡电路通过启动、正反馈、开关控制实现了高频振荡并通过开关变压器变换输出高频脉冲电压, 并按电路要求输出所需电压, 在通过整流滤波处理输出相应的直流电压供给负载, 完成了交流——直流的变换。图4是并联型自激式电路。
工作过程:开关管VT1经启动后进入初始导通状态时, 开关变压器T1的正反馈绕组P2感应出上正、下负的脉冲电压通过R2、C2、VT1构成回路, 使VT1因正反馈雪崩过程迅速进入饱和导通状态。随后, VT1因电容C2充电而推出饱和并进入截至状态。VT1截止的同时, T1存储的能量经整流、滤波后向负载释放, 随着T1存储的能量释放到一定的时候, T1各个绕组产生反相电动势, 于是P2绕组产生的脉冲电压经VD1、R2再次使VT1进入饱和导通状态, 形成自激振荡。开关电源完成初始振荡后, 由于T1各个绕组产生的脉冲升高, 二极管VD1导通, 由它取代C2为VT1提供激励脉冲电压。
(四) 故障特征。若正反馈回路的R2、C2开路, 会导致开关管因无正反馈脉冲而不能进入振荡状态, 开关电源无电压输出;若二极管VD1开路, 会使开关管因激励脉冲不足而使开关电源处于弱振状态, 产生输出电压低的故障。
四、结语
本文简要介绍了铅酸蓄电池充电器的基本构成, 通过开关电源主要单元电路的工作过程分析及故障分析, 深刻理解了充电器电路的工作原理, 为蓄电池充电器电路设计研究提供了一些理论支持, 具有一定的指导性和资料性。
参考文献
[1].孙立群.电动自行车充电器维修[M].北京:人民邮电出版社, 2008
[2].高自力.开关电源电路故障分析与检测技巧[J].电脑开发与应用, 2010
蓄电池充电器 篇5
关键词：充电控制与保护 电量计量 1-Wire接口 Li+锂电池组
前言
Li+锂电池因具有体积小、重量轻与能量密度高等优势，所以在GSM/CDMA和数码相机、摄像机及PDA等高端便携式产品中被广泛应用.它们都需要在内建立一个高性能的锂离子电池充电器, 以保证Li+电池在使用中避免过充电、过放电等损害现象的发生，从而,随之带来的是要求锂电池充电器具有严格与完善的保护电路,才能真正实现各项安全保护特性。
为此,应用新型的DS2770和DS2720芯片可以设计一个具有充电控制、电源控制、电量计数、电池保护、计时和对电池组能识别等功能的高性能锂电池充电器组合方案.见图1所示.从而用它可替代目前市场上的现有的锂电池保护/充电控制电路---充电器。下面就该高性能锂电池充电器组合设计的功能与特点作一说明.
1充电组合电路---充电器的组成
手机锂电池的正确充电方法 篇6
A:目前谷歌Android系统手机采用的原生电池都是锂电池，它们不需要激活，没有记忆能力，所以用户不必等电池用完后再充它12个小时，也无需“三充三放”（前三次将电池耗尽再充满）。目前的手机锂电池容量大多在1300mAh左右，手机充电器的充电速率一般是在500mA左右。一般电池充满电只需两三个小时。同时不要等到手机自动关机再去充，虽然锂电池无记忆能力，但充电最好在提示电量低时就及时充电。
如何辨别里程碑2电池
Q:摩托罗拉里程碑2价位降了不少，很具性价比。但听说市场中很多卖家往往以次充好，用高仿的电池充当原装电池，请问该如何区分真伪？
A:里程碑2一块电池近200元，而高仿电池才20元左右，巨额的价差使得不法商户往往用高仿电池来充当原装电池。不过，要区别真伪还是有端倪可寻的，最为简易直观的是查看电池上的文字说明。在注意事项栏：“注意：参阅话机手册中有关电池的安全性能的说明”文字中，原装电池“话机”两字排列正常，间距适中，而高仿电池“话机”两字连在一起，间距过小；另外，侧面“废电池请回收”字样也不同，原装电池“电”字笔划清晰，而高仿电池“电”字很模糊（如图）。
如何查看Android系统进程，如何关闭进程
Q:Android手机跟电脑一样，可以同时运行多个程序。但是，很多时候我们自己并不知情。电脑程序开启过多，运行速度会很慢。手机会不会有这样的问题?
A:这个问题的确存在，我们可以借助第三方的进程查看工具来解决，如TasKiller。启动TasKiller，用户就可以查看到当前手机中正在运行的进程了。如果要关闭某一程序，那么单击一下准备关闭的程序的图标，屏幕上会出现一个横向的菜单，通过该菜单用户可以方便地关闭程序关闭（点“Kill”选项）、忽略以及让该程序在前台运行（点“显示”选项）。还可以启动“正在运行的服务”列表，这里可以查看到各个程序的详情，并可以强行关闭指定的程序。
三星I9000出现网络锁
Q:我用的手机是三星I9000，开机之后出现SIM 网络锁 PIN，请问该如何解锁呢？
A:网络一旦被锁死，解锁很是麻烦。如果不幸遇到了该问题，那么，可以尝试着用如下方法来解锁。首先，通过WIFI下载并打开applanet 黑市场，以“unlock”为关键词搜索下载“galaxy sim unlocker 2.1 &2.2 ”或者“samsung galaxy s unlock tool”；接下来，安装运行sim unlocker 2.1 &2.2 ，在出现的程序界面中，点击 “get unlock code”，然后解锁码就出来了。最后，插上新卡，输入刚才得到的unlock code 就可以解锁了（如图）。
我想让我的闹铃更为个性，请问如何设置？
Q:我想让我的闹铃更为个性，但却找不到设置入口，请问该如何设置？
蓄电池充电器 篇7
由于目前民用飞机上普遍装备了了机载蓄电池等作为独立应急备用电源, 其蓄电池类型以镍镉、铅酸蓄电池为主 (少量如B787飞机配备的是锂离子蓄电池) , 这些都需要配合蓄电池充电器来实现对蓄电池充电的控制, 使得蓄电池能处于一个良好的运行维护状态, 故蓄电池充电器的重要性日益增加。
1 蓄电池系统概述
蓄电池系统是民用飞机电源系统的机载独立备用电源, 为全机重要负载提供应急电源, 同时也可以保证直流重要负载的不中断供电转换。
蓄电池系统主要由蓄电池、蓄电池充电控制器、蓄电池接触器、蓄电池直接汇流条及线路保护元器件等构成。单通道窄体客机通常设置主蓄电池和APU蓄电池, 为全机提供应急电源并提供辅助动力装置 (APU) 起动电源。在飞机主电网正常供电时, 蓄电池处于充电状态。蓄电池系统中的蓄电池充电控制器, 对蓄电池的充电过程进行监测及控制。蓄电池接触器, 保证电源系统正常工作时蓄电池直接汇流条与直流重要汇流条的隔离。应急状态下, 蓄电池接触器将被接通, 蓄电池可为全机提供应急电源。
2 蓄电池充电控制器要求与功能
民用飞机蓄电池内部或系统通道中一般需要设置温度传感器, 电流电压传感器等。蓄电池充电控制器采集上述信号, 监测蓄电池充电状态, 实现充电控制, 并将蓄电池状态传送给电源系统级控制器及飞机航电网络。当检测到蓄电池的失效或其他故障时, 蓄电池充电控制器可停止为蓄电池提供充电电流。以满足中国民用航空规章25部运输类飞机适航标准CCAR 25 R4.1353中b6条款的要求:
“ (6) 镍镉蓄电池的安装必须具有:
(i) 一个能够自动控制蓄电池充电速率的系统, 以防止蓄电池过热;
(ii) 一个蓄电池温度敏感和超温告警的系统, 该系统具有一旦出现超温告警情况即可将蓄电池与其充电电源断开的措施;或者
(iii) 一个蓄电池失效敏感和告警系统, 该系统具有一旦发生蓄电池失效即可将蓄电池与其充电电源断开的措施。”
典型的民机蓄电池充电控制器具备以下三种功能:
a) 控制蓄电池的充放电状态以及充电速率;
b) 监测并向上级电源系统报告蓄电池的状态, 如温度, 电流;
c) 通过合理的充电控制, 延长蓄电池使用时间。
3 民机蓄电池充电器输入方案
充电器方案设计需要结合所应用的目标飞机的电网拓扑进行综合考虑。目前民用飞机主流的蓄电池充电输入设计方案可分为两大类, 以A320机型为代表的直流输入的蓄电池控制器和以MD 82、B737 NG机型为代表的交流输入蓄电池充电器。表1是民用飞机中空客及波音的机载蓄电池充电方案的调研和类比数据。
通过调研类比可知, A320、A330、A340等飞机采用了直流输入的蓄电池充电控制器或者蓄电池充电限制器, 由于其机上装备的蓄电池容量均小于40 Ah, 此种充电输入方案简化了系统布置, 但却增大了直流系统变压整流器 (TRU) 的输出功率;B737NG、B767、B777、A380等飞机, 蓄电池系统均采用了交流输入的蓄电池充电控制器, 由交流汇流条供电, 其装载的蓄电池容量均大于40 Ah。而且此类交流输入的蓄电池充电技术方案在实现蓄电池充电控制功能的同时, 可以为直流系统提供额外的用电容量 (如B737 NG、A380以及A400M在蓄电池达到满充电状态时, 每台蓄电池充电控制器均可为部分直流负载提供电源) 。另外, 由于锂离子蓄电池对充电及放电阶段均有电流控制要求, 故B787采用了直流输入的蓄电池充电控制器以保证锂离子电池放电阶段同样可控。
4 两类蓄电池充电器输入方案对比分析
4.1直流 (DC) 输入蓄电池充电控制方案
以A320飞机为例, 该蓄电池系统采用了蓄电池充电限制器 (BCL) , 由直流汇流条为其供电。两台镍镉蓄电池均配有一台专用的蓄电池充电限制器。
蓄电池直接汇流条经接触器连接到直流汇流条上, BCL控制蓄电池接触器, 当蓄电池电压低于26.5V时, 充电循环开始;当蓄电池充电电流低于4安培 (A) 充电循环结束。同时, BCL具有自检测功能。
A320上采用的蓄电池充电限制器 (BCL) 方案, 系统结构简单, 需要从直流汇流条上取电, 无需集成变压整流装置, 结构比较简单, 但因受限于直流汇流条前一级变压整流器容量, 装置的蓄电池容量有限, 较难扩容。
4.2 交流 (AC) 输入蓄电池充电控制方案
以B737NG飞机为例, 其蓄电池系统采用了蓄电池充电器 (BC) , 由交流汇流条为其供电。两台镍镉蓄电池均配有一台专用的蓄电池充电器 (BC) 。
与A320飞机相比, B737NG蓄电池充电器实质上内部集成一台独立的TRU, 将交流电转换为直流电输出, 对蓄电池进行充电及控制, 结构较复杂。在蓄电池达到满电量状态后, 每台充电器可为蓄电池直接汇流条提供至多约65A的直流电源。
4.3 具体优缺点对比
交流输入的充电器方案:
1) 优点:
(1) 降低了TRU的功率需求;
(2) 在波音空客的众多机型中已作为主流的蓄电池技术方案, 其已被广泛使用, 技术成熟且积累了相当的适航取证经验。
2) 缺点:
(1) 系统集成度不高导致蓄电池充电器内部需要集成变压整流器, 重量体积加大;
(2) 内部设计和线路布置较为复杂, 散热性能及可靠性受到影响。
直流输入的充电器方案:
1) 优点:
(1) 不用集成变压整流装置, 充电器重量体积减小;
(2) 设计简单, 有效减少了控制器内部的温度疲劳循环。
2) 缺点:
(1) 增大了TRU的输出功率。容量在300A以上的TRU, 其选型、设计和安装布置有较高的要求, 需要考虑体积、散热等诸多问题;
(2) 相应的对蓄电池的容量有一定限制和影响。
5 结论
直流电源输入的蓄电池充电器减少了充电器体积、重量, 设计简单可靠性高;但对TRU设计要求较高并相应限制了蓄电池装机容量。交流电源输入的蓄电池充电器使用广泛, 技术成熟有较丰富的适航经验;但蓄电池充电器内部需要集成变压整流器, 重量体积加大, 线路布置较为复杂, 散热性能及可靠性受到影响。民用飞机蓄电池充电器输入方案应结合飞机电源系统设计要求如系统集成度、线缆布置、TRU容量、体积、散热等, 以及蓄电池负载分析进行综合权衡考虑。
另外, 蓄电池控制器的功能集成也是将来的一个趋势, 如能够实现蓄电池健康状态诊断, 即于蓄电池充电控制器内部集成蓄电池故障预测和寿命预测功能, 将系统信号采集、故障监测告警、故障预测以及后勤维护决策功能的一体化和高度自动化, 减少蓄电池的周期定检, 降低飞机运营时的维护成本, 同时可为下一代型号积累健康管理系统设计的工程经验。
参考文献
[1]王汝文, 宋政湘, 杨伟, 等.电器智能化原理及应用[M].电子工业出版社, 2004.
[2]朱新宇.民航飞机电气系统[M].西南交通大学出版社, 2012.
蓄电池充电器 篇8
电池管理系统中,当光伏电池的功率大于负载功率时,光伏电池不仅仅对负载提供能量,而且会将多余的能量以化学能的形式储存在蓄电池中。当光伏电池的功率小于负载功率时,光伏电池不足以对负载提供能量,此时蓄电池会将储存的化学能以电能的形式释放出来,对负载供电。
DC-DC双向变换电路既可以工作在Buck模式,也可以工作在Boost模式,即可以实现能量的双向流动,可以用于蓄电池的充放电,以实现蓄电池的储能,在独立光伏发电系统中具有重要的作用[1]。
全钒液流电池是大型的电力存储系统,在分布式电源中有许多潜在的应用。文献[2-4]全面介绍了全钒液流电池的工作原理,对全钒液流电池的充放电特性和等效电路模型做了系统的介绍并仿真了系统的运行特性。
文献[5,6]基于独立的光伏系统,提出了一种带有最大功率跟踪的双向DC-DC变换器,文献[7,8]对蓄电池侧采用等效电阻的方法,对双向DCDC变换器进行了建模分析,设计了相应的闭环控制器。这种建模的方法没有考虑蓄电池侧电压的变化,与实际电路模型有较大的偏差。
本文根据微电网中储能系统,设计了一种新的蓄电池充电器,分析了拓扑的结构及优势。基于文献[9,10]中提出的蓄电池一阶阻容模型,用于全钒液流电池的建模,对基本的双向DC-DC变换器进行了建模分析,并设计了蓄电池充电器的恒流控制系统,通过MATLAB仿真和2kW实验样机的测试,验证了设计和建模的正确性。
2 系统的拓扑与控制
2. 1 主电路拓扑
图1为设计的微电网系统的主电路拓扑,整个系统采用共交流母线的结构,储能在光伏发电系统中具有重要的作用。
图2为全钒液流电池储能系统主电路拓扑图,整个充电系统采用两级控制,第一级用单相高频PWM整流电路,将220V交流电源整流到参考电压值,第二级采用基本的Buck-Boost电路,得到恒定的电流值,给蓄电池充电。
这种新的拓扑结构简单,容易控制,而且可以利用基本的Buck-Boost电路的并联方式,解决高压侧直流母线电压和低压侧蓄电池电压的匹配问题,可以用在大容量的蓄电池储能系统中。
2. 2 全钒液流电池的原理
全钒液流电池的反应在两种电解液中发生,因而没有电沉淀产生,这两种电解液储存在罐内,其结构图如图3所示。
VO2 +/VO2+储存在阳极,V3 +/V2 +储存在阴极。充电时,H+通过离子交换膜从阳极到达阴极,电子e-通过外电路从阳极到达阴极。与此同时,阳极的VO2+转化成VO2 +,阴极的V2 +转化成V3 +。
放电时,H+通过离子交换膜从阴极到达阳极,电子e-通过外电路从阴极到达阳极。与此同时,阳极的VO2 +转化成VO2+,阴极的V3 +转化成V2 +。电池的总化学反应方程式为:
2. 3 DC-DC 双向变换器建模
电池充放电可以在恒流、恒功率下进行,对电流、功率进行检测,通过与三角载波的比较,可以控制开关管IGBT,用于控制DC-DC双向变换电路[11]。图4为DC-DC双向变换器在恒流充电模式下的控制电路。
VH为高压侧DC总线的电压,VL为低压侧蓄电池的电压。图4中,开关管S1、二极管D2、电感L和低压侧电容CL构成了一个Buck电路,开关管S2、二极管D1、电感L和高压侧电容CH构成了一个Boost电路。
全钒液流电池的模型可以用电池的一阶阻容模型来建模,以对全钒液流电池的电路模型进行简化,如图5所示。
CP、RP分别为等效极化电容和极化内阻,Rs为电池的内阻,E为电池的电动势。用极化电容和极化内阻来模拟电池充电的过程,用电池的内阻来模拟不同充电电流下电池电动势的差异。
利用扰动法的小信号线性模型[12],在CCM的情况下,可以得到占空比d到输出电流Io的小信号传递函数:
根据式( 2) ,可以得到恒流充电模式下,DC-DC双向变换电路的控制框图,如图6所示。其中,Gid( s) 、Gig( s) 分别为电流Iref和电动势E的传递函数,如下:
2. 4 参数优化方法介绍
参数优化方法就是要找到合适的控制器参数,使系统性能得到优化。图7为参数优化的方法结构框图,仿真理想模型为设计的参考模型,e( t) 为仿真系统与参考模型的响应之差,Q为参数优化的目标函数。
当目标函数Q值不满足要求值时,就改变控制器参数的值,直到目标函数值满足所要求的值为止,这样就得到了优化后的控制器参数值。
3 数字控制参数设计
3. 1 被控对象
根据DC-DC双向变换电路的电路参数,恒流I0= 50A ( 恒流50A,充电时间按照5h计算) ,及2kW全钒液流电池的特性,可得电池一阶阻容模型电路参数,取CP= 3605. 13F,RP= 0. 4Ω,E = 20V,L =1mH,Rs= 0. 075Ω,H( s) = 1,Vm= 1,VH= 80V。
加入控制器Gc( s) ,根据被控对象的结构框图,可以得到
3. 2 控制器参数的优化设计
二阶系统结构简单,参数很好设计,可以选取典型二阶系统作为参考模型[13]。控制器寻优设计的方法是,选择合适的目标函数,在寻优参数和约束条件下,使得目标函数的值最小。
为了消除系统的稳态误差,可以引入PID校正,即 以设计好的典型二阶系统作为参考模型,利用参数优化方法,可以得到优化后的控制系统参数kp、ki和kd。
加入PID校正,画出系统闭环传递函数的波特图,如图8所示。由图8可以看出,加电流控制器补偿后,闭环系统的稳态误差很小,快速性也好,可以很好地满足系统的要求。
4 仿真及实验
4. 1 仿真验证
在Simulink下搭建相应的仿真电路,利用2kW全钒液流电池的电路模型[4,5,6],前级用单相高频整流,控制直流母线电压为80V时,开关频率取为10kHz,利用电流环反馈PID的控制方法,可以得到恒流50A充电时系统的仿真波形。图9为蓄电池充电电流及电感电流IL,图10为电池堆栈Vstack、电池端电压Vbattery随SOC值的变化曲线及电池端电压Vbattery随时间的变化曲线,图11为电池的功率变化曲线及效率变化曲线。
仿真中,电池的SOC值最小设置在0.025,最大设置到0.975。电流仿真的结果显示,电流的纹波不大,超调小,能够很好地满足系统要求。
4. 2 实验验证
基于2kW的全钒液流电池反应堆,由26个电池单体组成,搭建一个2kW充放电电路实验样机,通过设计的蓄电池充电器,给2kW的全钒液流电池充电,电池的电压为35V时,开关管S2驱动的波形、直流母线侧电压的波形及充电电流的波形如图12所示。由图12可看出,设计的蓄电池充电器输出电流的纹波不大,能够很好地满足系统的要求。
图13为恒流50A充电下,电池电压的拟合曲线,显然这和仿真的结果基本一致。
5 结论
谈蓄电池的充电方法 篇9
1.恒压充电
恒压充电就是指在充电过程中, 充电电压恒定不变。蓄电池在汽车上由发电机对其充电就属于恒压充电, 其充电电压由充电系统的电压调节器控制。根据全车电系电压等级不同, 其电压调节器控制的发电机输出电压分别为14 V和28 V左右。
恒压充电法的优点, 充电电流大、充电速度快、时间短, 蓄电池充足电后便自动停止充电而不需人工调节。其缺点:电池不能彻底充足电, 所以汽车使用的蓄电池规定每个月要拆下蓄电池, 在充电间充电一次。
2.恒流充电
在充电过程中, 充电电流恒定不变的充电方式称为恒流充电。要想保持充电电流恒定, 随着蓄电池电动势的上升, 就必须调高充电电压。用充电机对蓄电池进行充电, 就属于恒流充电。
恒流充电可以分两个阶段来进行, 充电第一阶段用较大电流进行恒流充电, 当单格电池电压充到2.4 V时, 电解液中开始产生气泡, 将充电电流减少一半, 进入第二阶段恒流充电, 直到蓄电池完全充足电为止。
恒流充电法的优点是:充电电流可以任意选择, 有益于延长蓄电池的使用寿命。由于充电电流可以任选, 因此既适用于蓄电池的初充电, 又适用于补充充电和去硫充电。恒流充电法的缺点是:充电时间长, 且需经常调整充电电流。
蓄电池恒流充电分为初充电和补充充电两种:①初充电即对新蓄电池进行首次充电, 充电时首先加注密度为1.28 g/cm3的电解液, 静置4～6 h, 然后按第一阶段选定额定容量数值的1/15, 第二阶段为第一阶段的一半, 即额定容量数值的1/30, 作为充电电流, 将充电机和蓄电池的正极与正极、负极与负极相连, 接通充电机电源, 即可进行充电。初充电的充电时间约为45～65 h。②补充充电是指蓄电池在使用中因电量的不足而及时进行的补充充电。充电电流的选择是:第一阶段为蓄电池额定容量数值的1/10, 第二阶段是第一阶段的一半, 为额定容量数值的1/20, 补充充电时间约13～16 h。
这种充电方法的优点是充电电流小, 既可减小蓄电池活性物质脱落, 又能保证蓄电池彻底充足电, 因此被广泛采用, 其缺点是充电电流需要经常调节。
3.改进恒流充电
改进恒流充电法又称两阶段恒流充电法。在充电第一阶段, 用较大电流进行恒流充电, 当单格电池电压充到2.4 V左右, 电解液中开始产生气泡时, 将充电电流减小一半进入第二阶段恒流充电, 直到蓄电池完全充足电为止。在实际充电中, 大都采用改进恒流充电法。改进恒流充电法的优点是第二阶段充电电流较小, 既可减少活性物质脱落, 又能保证蓄电池彻底充足。所以充电时广泛采用此法。改进恒流充电法的缺点是:充电电流需要经常调节。
4.智能快速充电
因广泛采用的改进恒流充电法完成一次初充电需要60～70 h, 补充充电也需20 h左右, 充电时间太长, 给使用带来很大不便。若用加大充电电流的方法缩短充电时间, 会使极化增大和气泡增多, 造成活性物质脱落而缩短蓄电池的使用寿命。国内从开始研究快速充电机理和技术以来, 已研制生产出可控硅快速充电机和智能快速充电机, 使蓄电池的初充电缩短到5 h, 补充充电缩短到0.5～1.5 h。
智能快速充电的优点是:充电速度快, 空气污染轻, 省电节能, 便于管理, 对电池集中, 充电频繁的部门优越性尤为突出。智能快速充电的缺点是:控制电路复杂, 控制技术较高, 价格普遍高于普通充电。
5.脉冲快速充电法
充电初期采用大电流, 使电池在较短的时间内达到额定容量的60%左右, 当单格电压上升到2.4 V, 电解液开始分解冒出气泡时, 由于控制电路作用, 停止大电流充电, 进入到脉冲期。在脉冲期, 先停充24～40 ms, 接着再放电或反充, 使电池反向通过一个较大的脉冲电流, 以消除浓差极化和极板孔隙形成的气泡, 然后停放25 ms, 最后按脉冲期循环充电直到充足。
该充电方法显著的特点是充电速度快, 即充电时间大大缩短。补充充电仅需1 h左右。采用这种方法充电的缺点是由于充电速度快, 析出的气体总量虽减少, 但出气率高, 对极板活性物质的冲刷力强, 故使活性物质易脱落, 因而对极板的使用寿命有一定影响。下列为蓄电池不能进行快速脉冲充电:
蓄电池充电方法的研究 篇10
经过多年的考察发现, 电池充电过程对电池寿命影响很大, 放电的过程影响却很小。也就是说, 绝大多数的蓄电池不是用坏的, 而是“充坏”的。由此可见, 研究充电的过程对蓄电池的使用寿命很有意义。
1 蓄电池充电原理
充电过程以最低出气率为前提的, 蓄电池有可接受的充电曲线。实验表明, 如果充电电流按这条曲线变化, 既可以大大缩短充电时间, 对电池的容量和寿命也没有影响。原则上把这条曲线称为最佳充电曲线, 初始充电电流很大, 但是衰减很快, 主要原因是充电过程中产生了极化现象。在密封式蓄电池充电过程中, 内部产生氧气和氢气, 当氧气不能被及时吸收时, 便堆积在正极板 (正极板产生氧气) , 使电池内部阻力加大, 电池温度上升, 相当缩小了正极板的面积, 表现为内阻上升, 这就是所谓的极化现象。
蓄电池其放电及充电的化学反应式如下:
充电反应:充电就是电解。是从外部通入电流在电极极板的活性物质上引起氧化还原反应。
负极发生还原反应:PbSO4+2e→Pb+SO2-4…… (1)
正极发生氧化反应:PbSO4-2e+2H2O→PbO2+4H++SO2-4…… (2)
总反应:2PbSO5+2H2O→Pb+PbO2+2H2SO4…… (3)
在充电末期发生:
负极:2H++2e→H2↑…… (4)
正极:…… (5)
总反应:…… (6)
最后是负极上绒状铅最多硫酸铅最少;正极上二氧化铅最多, 硫酸铅最少。
由于 (2) 和 (6) 水消耗了, 反应 (1) 和 (2) 又生成了硫酸, 所以铅蓄电池中电解液比重上升, 必要时要加水调整电解液比重。
放电反应:
负极发生氧化反应:Pb+SO2-4-2e→PbSO4…… (7)
正极发生还原反应:PbO2+6H++SO2-4+2e→PbSO4+2H2O…… (8)
总反应:PbO2+Pb+2H2SO4→2PbSO5+2H2O…… (9)
由于 (7) 和 (8) 硫酸消耗了, 由 (8) 又生成了水, 所以铅蓄电池中电解液比重下降。
充电过程和放电过程互为逆反应。可逆过程就是热力学的平衡过程, 为保障电池能够始终维持在平衡状态之下充电, 必须尽量使通过电池的电流小一些。理想条件是外加电压等于电池本身的电动势。但是, 实践表明, 蓄电池充电时, 外加电压必须增大到一定数值才行, 而这个数值又因为电极材料, 溶液浓度等各种因素的差别而在不同程度上超过了蓄电池的平衡电动势值。从化学反应角度看, 这种电动势超过热力学平衡值的现象也就是上述的极化现象。
一般产生极化现象来自3个方面。
1) 外加电源的正负极形成的电场使得正负离子向两极迁移。在离子迁移过程中不可避免地受到一定的阻力, 称为欧姆内阻。为了克服这个内阻, 外加电压就必须额外施加一定的电压, 以克服这种阻力推动离子迁移。该多余的能量以热的方式转化给环境, 出现所谓的欧姆极化。随着充电电流急剧加大, 欧姆极化将造成蓄电池在充电过程中的高温。
2) 极化电流流过蓄电池时, 为保持正常的反应, 最理想的情况是电极表面的反应物能及时得到补充, 生成物能及时离去。实际上, 生成物和反应物的扩散速度远远比不上化学反应速度, 从而造成极板附近电解质溶液浓度发生变化。也就是说, 从电极表面到中部溶液, 电解液浓度分布不均匀。这种现象称为浓度极化。
3) 电化学极化是由于电极上进行的电化学反应的速度, 落后于电极上电子运动的速度造成的。例如:电池的负极充电前, 电极表面带有一定数量的负电荷, 其附近溶液带有正电荷, 两者处于平衡状态。充电时, 外电路立即有电子释加给负极板。电极表面负电荷增多, 而金属还原过程反应进行缓慢Me-eMe+, 不能及时释放电极表面电子的增多, 电极所带负电荷与附近溶液正电荷状态平衡发生变化。这种电极负电荷增多的状态促进电子进入到金属, 使附近溶液中的金属离子Me+离开溶液, 加速Me-eMe+还原反应的进行。总有一个时刻, 达到新的动态平衡。但与充电前相比, 电极表面所带负电荷数目增多了, 与此对应的电极电势变负。也就是电化学极化电压变高, 从而严重阻碍了正常的充电电流。同理, 电池正极充电时, 电极表面所带正电荷数目增多, 电极电势变正。
这3种极化是从不同的角度来观察蓄电池充电过程的现象, 都会随着充电电流的增大而加剧。
2 充电方法的研究
2.1 常规充电法
常规充电制度是依据“安培小时规则”:充电电流安培数, 不应超过蓄电池待充电的安时数。实际上, 常规充电的速度受蓄电池充电中的温度和气体的产生所限。这方面的研究对蓄电池用最短时间充电的有着重要意义。
一般常规充电有以下3种。
2.1.1 恒流充电法
恒流充电法是用调整充电装置输出电压或改变与蓄电池串联电阻的方法, 保持充电电流强度不变的充电方法, 这种控制方法简单。缺点是, 由于电池的可接受电流能力是随着充电过程的进行而逐渐下降的, 到充电后期, 充电电流多用于电解水, 产生气体, 使出气过多, 不仅充电效率低, 需要经常对蓄电池维护———加蒸馏水。因此, 常选用阶段充电法。
2.1.2 阶段充电法 (二阶段充电法和三阶段充电法)
1) 二阶段法采用恒电流和恒电压相结合的快速充电方法。首先, 以恒电流充电至预定的电压值, 然后, 改为恒电压完成剩余的充电。一般两阶段之间的转换电压就是第二阶段的恒电压。
2) 三阶段充电法在充电开始和结束时采用恒电流充电, 中间用恒电压充电。当电流衰减到预定值时, 由第二阶段转换到第三阶段。这种方法可以将出气量减到最少, 但可作为一种快速充电方法使用, 实际受到一定的限制。
2.1.3 恒压充电法
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。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, 控制系统简单。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。鉴于这种缺点, 恒压充电很少使用, 只有在充电电源电压低而电流大时采用。例如, 汽车运行过程中, 蓄电池就是以恒压充电法充电的。
2.2 快速充电技术
为了能够最大限度地加快蓄电池的化学反应速度, 缩短蓄电池达到满充状态的时间, 同时, 保证蓄电池正负极板的极化现象尽量地少或轻, 提高蓄电池使用效率。快速充电技术近年来得到了迅速发展。下面介绍目前比较流行的几种快速充电方法。这些方法都是围绕着最佳充电曲线进行设计的, 目的就是使其充电曲线尽可能地逼进最佳充电曲线。
2.2.1 脉冲式充电法
这种充电法不仅遵循蓄电池固有的充电接受率, 而且能够提高蓄电池充电接受率, 从而打破了蓄电池指数充电接受曲线的限制, 这也是蓄电池充电理论的新发展。脉冲充电方式首先是用脉冲电流对电池充电, 然后让电池停充一段时间, 如此循环。充电脉冲使蓄电池充满电量, 而间歇期使蓄电池经化学反应产生的氧气和氢气有时间重新化合而被吸收掉, 使浓差极化和欧姆极化自然而然地得到消除, 从而减轻了蓄电池的内压, 使下一轮的恒流充电能够更加顺利地进行, 使蓄电池可以吸收更多的电量。间歇脉冲使蓄电池有较充分的反应时间, 减少了析气量, 提高了蓄电池的充电电流接受率。
2.2.2 ReflexTM快速充电法
这种技术是美国的一项专利技术, 它主要面对的充电对象是镍镉电池。由于它采用了新型的充电方法, 解决了镍镉电池的记忆效应, 因此, 大大降低了蓄电池的快速充电的时间。铅酸蓄电池的充电方法和对充电状态的检测方法与镍镉电池有很大的不同, 但它们之间可以相互借鉴。
ReflexTM充电法的一个工作周期包括正向充电脉冲, 反向瞬间放电脉冲, 停充维持3个阶段。
2.2.3 变电流间歇充电法
这种充电方法建立在恒流充电和脉冲充电的基础上。其特点是将恒流充电段改为限压变电流间歇充电段。充电前期的各段采用变电流间歇充电的方法, 保证加大充电电流, 获得绝大部分充电量。充电后期采用定电压充电段, 获得过充电量, 将电池恢复至完全充电态。通过间歇停充, 使蓄电池经化学反应产生的氧气和氢气有时间重新化合而被吸收掉, 使浓差极化和欧姆极化自然而然地得到消除, 从而减轻了蓄电池的内压, 使下一轮的恒流充电能够更加顺利地进行, 使蓄电池可以吸收更多的电量。
2.2.4 变电压间歇充电法
在变电流间歇充电法的基础上又有人提出了变电压间歇充电法。与变电流间歇充电方法不同之处在于第一阶段的不是间歇恒流, 而是间歇恒压。
可以看出, 更加符合最佳充电的充电曲线。在每个恒电压充电阶段, 由于是恒压充电, 充电电流自然按照指数规律下降, 符合电池电流可接受率随着充电的进行逐渐下降的特点。
2.2.5 变电压变电流波浪式间歇正负零脉冲快速充电法
综合脉冲充电法、ReflexTM快速充电法、变电流间歇充电法及变电压间歇充电法的优点, 变电压变电流波浪式正负零脉冲间歇快速充电法得到发展应用。脉冲充电法充电电路的控制一般有两种:
1) 脉冲电流的幅值可变, 而PWM (驱动充放电开关管) 信号的频率是固定的;2) 脉冲电流幅值固定不变, PWM信号的频率可调。
再就是采用的一种不同于这两者的控制模式, 脉冲电流幅值和PWM信号的频率均固定, PWM占空比可调, 在此基础上加入间歇停充阶段, 能够在较短的时间内充进更多的电量, 提高蓄电池的充电接受能力。
摘要：铝酸蓄电池从发明至今已有一百五十一年的历史了, 其优点有限多, 极大限度地满足方便了人们的生活, 但是在使用中, 若充电方法不当, 会大大缩短其寿命, 那么如何正确充电延长电池寿命是我们丞待解决的问题。
蓄电池充电器 篇11
值得一提的是，国光电器在2012年出现亏损3021.92元的电池事业部，在2013年也实现扭亏，公司表示“电池业务实现盈利”。据了解，目前国光电器正在申请的“一种锂离子电池正极材料用的锂镍钴铝氧化物的制备方法”的发明专利，其与特斯拉选用的松下锂电池的正极材料NCA（镍钴铝酸锂）是同一类的，其运用空间十分广阔。
有业内人士指出，国光电器目前股价仅6元出头，按2013年0.19元每股收益测算，其市盈率仅32倍，低于目前中小板40倍的平均市盈率，该股具备一定的投资价值。
2013年扭亏为盈
国光电器日前发布了2013年业绩快报。业绩快报显示，2013年公司实现营业总收入20.21亿元，同比增长11.2%；实现利润总额和归属于上市公司股东的净利润分别为9523.05万元和8102.15万元，均扭亏为盈。
此前，国光电器曾在2013年三季度中对2013年全年业绩进行过预测，当时预测净利润变化为7200万元-8800万元。从日前披露的业绩快报来看，公司业绩符合此前预期，同时高于预测的低值，显示出其四季度整体经营形势较好。
国光电器表示，2013年公司整体毛利率为21.33%，较上年上升2.67个百分点。主要原因在于OEM＼ODM音响业务积极贯彻大客户开发战略和电池事业部的优质客户开发，同时部分优质多媒体音响和电池产品较好的毛利水平拉动了公司整体毛利水平的上升。
2013年国光电器OEM＼ODM音响业务、电池业务和梧州恒声五金业务实现盈利，但国内音响业务、专业音响业务和微电声业务出现亏损。
继续培育电池业务
2013年，国光电器二级市场股价涨幅为59%，高于中小板整体涨幅，其中8月份借助于特斯拉概念，该股曾有过一波凌厉的上涨。
事实上，目前关于国光电器锂电池的业务也是市场所关注的焦点。去年8月公司曾发布了公告称，2012年12月3日，公司及公司控股子公司广东国光电子有限公司作为申请人向国家知识产权局申请了一项发明专利，专利名称为“一种锂离子电池正极材料用的锂镍钴铝氧化物的制备方法”，该专利申请经过初审后于2013年4月24日在国家专利网上开始公示，进入实质性审查。由于该专利是锂离子电池正极材料的一种制造方法，可以用于各种锂离子电池材料的生产中，进而用到电脑、电动汽车等使用锂离子电池的各种电子、电动产品中。
电池长寿命充电器的设计 篇12
一直以来, 人们关注的焦点停留在提高锂离子电池的容量上, 其实较长的电池寿命、较多的充电次数或较安全的电池比电池容量更重要。本文介绍可以大幅延长电池寿命的锂离子电池充电方法。
1、充电器具体设计方案
目前对理电池仍然以恒流恒压的充电方法为主, 本文采用分级定电流充电方法。
充电过程:第一阶段采用小电流对电池进行预处理, 防止电池过放电带来的影响, 在过放电后电池电压低于3.0V时, 还会造成电池的失效。用小电流充电, 在电池电充到3.0V后再用正常方式充电。第二阶段用大电流快速充电。第三阶段当在电池电压达到额定充电电压 (额定电压设置为4.1V) 时, 转为恒压模式确保电池充满。
MCU是系统的核心, 本文选取了完全兼容8051的高性能单片机STC12CSA62AD。
2、充电器IC的组成
为了满足上述要求, 本文充电器IC内部由下述几部分组成:12C5A62AD芯片、电源电路 (由开关型或线性电源组成) 、包括2个恒流源 (其精度一般5%左右0.5C和1.25C) 、恒压源 (精度0.75%~1%4.1V) 、电池温度检测电路、电池电压检测电路、基准电压源、3个电池继电器。
3、电路的设计与功能实现
3.1 测量部分
电池电压测量主要是对电池刚放人充电槽时的持续放电时的电压、大电流充电瞬间的电池电压以及瞬间放电后的静止电压进行测量, 其值等于ADC6口采样值乘以5, 单位为mV。12C5A62AD的工作电压5.12 V是经过特别计算的, 由于MCU的采样位数是10, 而5.12 V/=5mV, 所以A/D采样值乘以5mv就能得到了该端口的实际电压值, 这样设计目的时为了减少单片机的计算量。经过LT1084稳压的Vcc2在用电电流不大 (约40mA) 的情况下, 使用单片机自带由的10为A/D转换器, 测量范围可以达到0~5.115V, 测量精度在5m V以内 (ADC6引脚接电压检测电路) 。
温度是通过测量热敏电阻上的分压而换算得到的, 热敏电阻若是线性的, 就能实时测出当前的电池温度值, 否则要增加非线性补偿。本文用的是负阻非线性热敏电阻TAO-2, 充电时电池紧贴在热敏电阻的金属部分。为了实现温控, 事先测出几个温度点的阻值 (分压值) , MCU通过改变电池充电的脉宽来保证电池不超出预设温度 (ADC5接温度检测电路) 。
电流是通过测量R4上的电压除以R4的阻值而得到, 若ADC3口的采样值为X, 则当前电池充电电流值就为50 X毫安。放电时R4上的电压为负, 而A/D采样最小只能为零, 所以放电电流不能测出, 但根据电路估算出放电电流为300 mA左右 (ADC3接电流检测电路) 。
3.2 充放电部分
放电电路由NPN晶体三极管8050和R1、R2组成, 当电池放入电槽时, 系统会自动检测电池电压, 而后根据MCU检测到电池电压的大小对电池进行充电。
3.3 时间产生
本文用for循环结构来产生时间。for循环结构“for (j=0;j<124;j++) {;}”的执行时间为1 ms。通过改变循环次数, 可得到不同时间的延时。当然, 也可以不用for循环而用别的语句实现延时。本文设定每5s进行一次重新赋值, 再加个for循环结构进行嵌套即可实现。
3.4 具体过程的描述
当芯片检测到电池电压的值<=3.0V时P2.4口输出高电平1继电器导通, 电池进入涓流充电模式;在电池充电的过程中不断对点吃的电压进行检测, 当芯片检测到电池电压>=3.0V时, P2.4输出低电平, 1继电器断开, 同时P2.5输出高电平, 2继电器导通, 电池进入大电流充电模式;当芯片检测到电池电压<=4.1V时, P2.5输出低电平, 2继电器断开, 同时P2.6输出高电平, 3继电器导通, 电池进入4.1V恒压充电模式。当芯片检测到电池的电压>=4.18时, P2.6输出低电平, 3继电器断开, 当电池电压低4.18V时, P2.6输出高电平3继电器导通, 电池继续充电如此循环知道充满为止。
在充电过程中, 电池温度检测电路一直对电池温度进行检测, 当电池的温度达到电池能充电的的温度范围的极限时, 任何充电模式都停止。知道温度降低到电池能充电的温度范围以内, 电池方可充电。
4、总体电路图
总体电路图:
5、结语
本文关于“电池长寿命充电器”的设计, 是以目前的相关课题为背景的, 具有较高的实用价值和意义。本文系统的介绍了电池长寿命充电器的构成及实现方法, 着重介绍了单片机对电池的充电过程。通过对本设计的调试, 本电路运行良好且圆满地实现了延长电池寿命的充电要求!
摘要：随着信息技术的迅猛发展, 信息化正以不可思议的速度渗透到各个领域, 锂电池具有电压高、能量密度大、循环性能好、自放电速率小、无记忆效应、无环境污染、安全性好及体积小、重量轻等突出优点, 广泛应用于许多领域。长期以来人们都非常重视提高锂电池的容量, 以换来相同情况下更长久的工作时间。本设计通过更精确的充电过程控制, 来达到延长电池寿命的目的。
关键词：锂电池,长寿命,充电器,STC12C5A62AD
参考文献
[1]郑子山.锂离子二次电池最新进展及评述[J].化学世界, 2004, 5 (1) :270-273
[2]何洪文, 孙逢春等.锂离子动力电池充放电特性的试验研究[J].北京理工大学学报, 2002, 22卷5期.
[3]唐致远, 阮艳莉.锂离子电池容量衰减机理的研究进展化学进展[J].化学进展, 2005年01期.
[4]胡大友.锂电池充电控制器bq2400x及应用[M].《世界电子元器件》, 2001.12.
[5]王非, 刘昊, 田晓明.手持终端设备中的理电池充电技术[M].2004.12.