充電方法討論

1、充電方法討論充電方法討論充電器最大的目的就是把電池快速充滿，在這個(gè)原則上使用一般的電源供應(yīng)器就可達(dá)成，為何有上萬元的充電器，原因就在於一些附加功能，在飛行場通常沒有電源，所以必須使用汽車用充電電池當(dāng)電源，有些電池組額定電壓高於12V，所以好的充電器應(yīng)含有昇壓迴路，另外好的充電器含有電池特性分析功能，在電池故障時(shí)可以自動(dòng)執(zhí)行充電放電程序，嘗試將電池救回來.首先解釋一下名詞 :定電流：充電過程中電流保持一定，而不管電壓的變化 定電壓：充電過程中電壓保持一定，而不管電流的變化 V ：單位時(shí)間內(nèi)電壓變化 I ：單位時(shí)間內(nèi)電壓變化 CA ：1小時(shí)X額定放電電流，例如一棵430mAH 的電池,它的 1CA

2、 =430mA Standard Charge = 0.1CA X 15 小時(shí) Quick Charge = 0.3CA X 5 Hr Fast Charge = 0.5CA1CA 依電壓及溫度變化決定何時(shí)停止充電 鎳隔電池充滿電約在1.6V，截止放電電壓(EDV)約1.0V 鎳氫電池充滿電約在1.4V，截止放電電壓約1.0V 鋰電池充滿電在3.40V(大哥大用的約4.20V)，截止放電電壓約2.0V 有幾點(diǎn)值得注意的 1. 充電電流越小,充電效率越高,充越飽 (特別是Fast Charge) 2. 溫度越低對電池越好, 切忌超過 50 度 3. 快充後最好施以保養(yǎng)充電 0.030.05CA,

3、以便達(dá)到充飽狀態(tài) 4. 電池會(huì)自我放電,長期低於 EDV 會(huì)造成鈍化,並減低壽命 5. 鈍化後須經(jīng)約 3 次完全充放電來活化 (不一定能回到標(biāo)準(zhǔn)容量) 6. 長時(shí)間過充會(huì)使電池過熱,減低壽命 7. 儲(chǔ)存時(shí)建議每23個(gè)月拿出來放充電一次 8. 為防止電池過熱,通常使用脈衝來充電較佳 9. 大哥大電池若要使用在RC上應(yīng)該將電池內(nèi)部保護(hù)迴路拿掉 鎳鎘及鎳氫電池充電方法： 1. 放電，以0.5CA到1CA的速率放電至截止放電電壓 2. 定電流充電，根據(jù)電池特性最高以1CA速率充電(某些電池可高達(dá)3CA快充) 3. 停止充電，在下列情況下停止充電： A. 電壓到達(dá)上限時(shí)(1.6V鎳鎘、1.4V鎳氫) B

4、. I小於0.003CA或V變成負(fù)時(shí) C. 電池過熱(大於50度)時(shí) 鋰電池充電方法： 1. 定電流充電，通常小於80mA定電流充電 2. 定電壓充電，當(dāng)電壓接近額定電壓時(shí)改以定電壓充電(最大額定電壓值) 3. 停止充電，在I小於0.03CA情況下停止充電： !決不可以鎳鎘及鎳氫專用充電器來充 Li-Ion 電池4.1 通則選擇適當(dāng)?shù)某潆姺绞巾氁涝霤SB VRLA蓄電池的應(yīng)用及條件來達(dá)到滿充狀態(tài)。有效方式有：半定電流充電方式、定電流充電方式、定電壓充電方式和兩階段式定電壓方式。半定電壓和定電壓方式是循環(huán)使用中常用的充電方式。定電壓充電方式是浮充使用中的常用方式。半定電流充電是用於長期儲(chǔ)存的電池

5、補(bǔ)充充電的常用方式。至於兩階段式定電壓充電方式是用於VRLA電池快速充電的。關(guān)於充電方式和他們的特點(diǎn)見表4。表4：密閉式鉛酸蓄電池充電方式和特點(diǎn)充電方式循環(huán)使用浮充使用補(bǔ)充電特性圖半定電流充電( 簡單方式 ) · 可短時(shí)間內(nèi)充電 · 因?yàn)槌潆婋娏骱茈y控制，易產(chǎn)生過充電 · 成本低 不適用· 可短時(shí)間內(nèi)充電 · 適於聯(lián)接的電池充電，為防止過充電，需控制時(shí)間 圖15 定電流充電· 同上 · 設(shè)計(jì)上需有保護(hù)電路，防止過充電 · 成本高 不適用· 以控制時(shí)間來補(bǔ)充與放電相同的容量 圖16 定電壓充電( 定電流 )

6、 ( 定電壓 ) · 正確的充電方式 · 一般充電需很長時(shí)間 · 設(shè)定正確電壓、電流可以快速充電，在最後階段需防止過充。 · 成本適中。 · 正確的充電方式 · 充電電壓不精確可能導(dǎo)致過充電或未飽和充電 · 對於深度放電後的充電時(shí)間較長 · 成本適中 · 在指定條件下可給串聯(lián)的電池充電 · 成本適中 圖17 兩階段式定電壓充電· 可快速充電 · 成本高 · 可短時(shí)間內(nèi)充電，即使是深度放電情況 · 成本高 圖18 4.2充電方式 (1) 半定電流充電方式(簡

7、單方式)此種方式，操作簡便，廣泛適用於循環(huán)使用之電池。充電器由變壓器、二極體、電阻組成的，這些元件中產(chǎn)生的阻抗來確保充電電流不過充電。因?yàn)樗Y(jié)構(gòu)簡單，所以製造成本較低。圖15顯示了充電特性。以這種方式，在充電過程中，電池電壓上升則充電電流會(huì)下降。在此有一個(gè)問題，當(dāng)電池在充電最後階段仍以較大電流充電會(huì)造成過充現(xiàn)象，注意避免超出充電時(shí)間規(guī)定。 圖15 半定電流充電特性(2) 定電流充電方式此方式，充電時(shí)間和充電量很容易計(jì)算，但需要一個(gè)昂貴的電路來進(jìn)行精確計(jì)算定電流，因此，此方式並不常用。 圖16 定電流充電特性 (3) 定電壓充電方式(定電流、定電壓充電方式)此方式是以定電壓來提供電池一定電壓的方

8、式。此方式利用與電池不同的電壓來對電池充電。充電電流最初很大，逐漸減小至它充電結(jié)束。它需要根據(jù)蓄電池充電和溫度特性來設(shè)置充電電壓。電壓不準(zhǔn)確將導(dǎo)致過充電或充電不飽和。大容量充電單位，剛開始會(huì)有大電流，這將導(dǎo)致成本的增高。限制初始電流的定電流定電壓充電方式廣泛應(yīng)用於循環(huán)和浮充使用的蓄電池。 圖17為定電流定電壓的充電特性。在圖16中，有一相對於充電電壓的溫度補(bǔ)償電路來保証環(huán)境溫度變化下，最適宜的條件。圖17 定電壓定電流的充電特性 (4) 兩階段式定電壓充電方式此方式有兩個(gè)定電壓裝置。此裝置最初設(shè)定高端電壓，當(dāng)充電與上升的電池電壓至指定值時(shí)(充電電流下降)。第二裝置以較低電流充電達(dá)到所設(shè)定的電壓

9、，此方式在循環(huán)使用期間可快速充電，即使長時(shí)間充電也不會(huì)發(fā)生過充電。此方式也允許用於浮充使用。圖18 兩階段式定電壓充特性 4.3充電注意事項(xiàng)(1) 循環(huán)使用循環(huán)使用需短時(shí)間內(nèi)完成充電，但不熟悉充電器和蓄電池的人要小心操作，特別在快速充電時(shí)要使用預(yù)防工具(如碼表等)來防止過充電。1. 要安全預(yù)防，如自動(dòng)切斷充電(當(dāng)充電完成時(shí))，或控制充電電流來防止過充電。 2. 溫度影響充電特性，在充電溫度低於 5 或高於 35 時(shí)，電壓設(shè)定需做溫度補(bǔ)償係數(shù)。 3. 若快速充電在兩小時(shí)或短時(shí)間內(nèi)完成，請與本公司聯(lián)繫。 (2) 浮充使用浮動(dòng)充電一般使用於備用電源在此情況下，電池以小電流正常充電可抵消自行放電所損失

10、的容量。電池能源供應(yīng)於緊急設(shè)備（如火警警報(bào)器等）。此方式需長時(shí)間充電，當(dāng)電池在放電後需在短時(shí)間回充，則應(yīng)選擇兩階段式恒壓充電方式。當(dāng)使用充電器給浮充使用的電池充電時(shí)應(yīng)注意：1. 由於電池需充電時(shí)間較長，充電電壓即使只有一細(xì)小的變化也會(huì)對使用壽命有影響，控制最小充電電壓變動(dòng)是不可少的。 2. 溫度對充電特性的影響非常大，當(dāng)溫度低於 5 或高於35時(shí)，平均溫度非25（77）下，充電電壓設(shè)定需做溫度補(bǔ)償係數(shù)。鋰離子電池充電方法 為鋰離子電池充電的推薦方法是，向電池提供一個(gè)±1%限壓的恆定電流，直到電池充滿電，然後停止充電。用來決定電池何時(shí)充滿電的方法包括：為總充電時(shí)間定時(shí)、監(jiān)視充電電流或兼

11、用這兩種方法。第一種方法採用限壓恆定電流，變化範(fàn)圍從C/2到1C，持續(xù)2.5至3小時(shí)，使電池達(dá)到100%充電。也可以使用較低的充電電流，但是將需要更長時(shí)間。第二種方法與第一種方法類似，只是需要監(jiān)視充電電流。隨著電池的充電，電壓上升，這與採用第一種方法時(shí)完全相同。電池電壓達(dá)到編程限壓值(也稱為浮動(dòng)電壓)時(shí)，充電電流開始下降。電流一開始下降時(shí)，電池約充電至容量的50%至60%。浮動(dòng)電壓繼續(xù)提供，直到充電電流降至足夠低的水準(zhǔn)(C/10至C/20)，這時(shí)電池約充電至容量的92%至99%，充電週期終止。目前，要為標(biāo)準(zhǔn)鋰離子電池快速充電(不到1小時(shí))至容量的100%，還沒有一種安全的方法。 不推薦在電池充

12、滿電後仍然為電池加上連續(xù)電壓，因?yàn)檫@會(huì)加速永久性容量損失，而且可能引起內(nèi)部鋰金屬鍍敷。這種鍍敷可能發(fā)展成內(nèi)部短路通路，引起過熱，使電池受熱時(shí)不穩(wěn)定。 有些鋰離子電池充電器允許使用熱感應(yīng)電阻監(jiān)視電池溫度。這麼做的主要目的是，如果電池溫度超出推薦的0至40窗口範(fàn)圍，就禁止充電。與鎳鎘或鎳氫金屬電池不同，鋰離子電池在充電時(shí)溫度上升非常少。圖1是一個(gè)典型的鋰離子電池充電曲線，圖中顯示了充電電流、電池電壓和電池容量隨時(shí)間的變化。 圖1：顯示了電池電流、電壓和容量的典型充電曲線。 本文提及的字母C是一個(gè)電池術(shù)語，用於指示電池製造商規(guī)定的電池放電容量，單位是mAHr。例如，一個(gè)額定2000mAHr的電池可以

13、為一個(gè)2,000mA負(fù)載供電一小時(shí)，之後電池電壓才會(huì)降至零容量電壓。在這個(gè)例子中，以C/2的電流為電池充電意味著以1,000mA(1A)充電。字母C在電池充電器中變得很重要，因?yàn)樗鼪Q定了電池充滿電所需的合適充電電流和時(shí)間長度。在討論最低充電電流終止方法時(shí)，採用C/10終止的2,000mAHr電池將在充電電流降至低於200mA時(shí)終止充電週期。 決定電池浮動(dòng)電壓的因素 主要的決定因素是電池陰極中使用的活性材料的電化學(xué)電勢，就鋰而言約為4V。增加其它化合物將提高或降低這個(gè)電壓。第二個(gè)因素是在電池容量、週期壽命、電池壽命和安全性之間取得平衡。圖2所示曲線顯示了電池容量和週期壽命之間的關(guān)係。 圖2：充電

14、器浮動(dòng)電壓與電池容量和週期壽命。 大多數(shù)鋰離子電池製造商都設(shè)置了一個(gè)4.2V浮動(dòng)電壓，以此作為容量和週期壽命之間的最佳平衡。用4.2V作為恆定限壓值(浮動(dòng)電壓)時(shí)，電池一般可以提供約500個(gè)充電/放電週期，然後電池容量降至80%。一個(gè)充電週期由一個(gè)滿充電至一個(gè)滿放電過程組成。多個(gè)淺放電過程合起來構(gòu)成一個(gè)滿充電週期。 儘管利用降低浮動(dòng)電壓或最低充電電流終止方法充電至低於100%的容量最初會(huì)降低電池容量，但是隨著週期數(shù)增加到超過500次，較低浮動(dòng)電壓的電池容量可以超過較高浮動(dòng)電壓的電池容量。關(guān)於容量和充電週期數(shù)，圖3顯示了推薦浮動(dòng)電壓與降低浮動(dòng)電壓的比較情況。 圖3：週期壽命和容量與4.1V和4.

15、2V浮動(dòng)電壓。 由於不同的鋰離子電池化學(xué)材料和其他條件可能影響電池壽命，因此本文顯示的曲線只是估計(jì)的充電週期數(shù)和電池容量值。由於電池材料和製作方法的微小差別，甚至來自不同製造商的類似電池化學(xué)材料也可能產(chǎn)生有天壤之別的結(jié)果，電池製造商規(guī)定最終用戶必須使用的充電方法和浮動(dòng)電壓，以滿足電池容量、週期壽命和安全規(guī)格要求。不建議充電至高於推薦的浮動(dòng)電壓。很多電池含有電池組保護(hù)電路，如果超過最高電池電壓，該電路暫時(shí)斷開電池連接。一旦斷開，將電池組連接到充電器一般會(huì)重置電池組保護(hù)電路。電池組上常常印有一個(gè)電壓值，如單節(jié)電池為3.6V。這個(gè)電壓不是浮動(dòng)電壓，而是電池放電時(shí)的平均電池電壓。 選擇電池充電器以延長電池壽命 儘管電池充電器對電池的深度放電、放電電流和電池溫度不加以控制，但是所有這些因素對電池壽命都有影響，很多充電器具有能夠延長電池壽命的功能，而且有時(shí)可以大幅延長電池壽命。 電池充電器延長電池壽命的作用主要由充電器的浮動(dòng)電壓和充電終止方法決定。凌力爾特公司的很多鋰離子電池充電器具有4.2V±1%(或更低)的固定浮動(dòng)電壓