蓄电池是直流电源,必须用直流电源对其充电。充电时,充电电源的正极接蓄电池的正极,充电电源的负极接蓄电池的负极。
1.充电方法
蓄电池的充电方法通常包括恒压充电、恒流充电和脉冲快速充电3种。
1)恒压充电
恒压充电是指充电过程中,充电电源电压保持恒定的充电方法,恒压充电的接线方法如图7-4所示。
图7-4 恒压充电的接线方法
恒压充电特性曲线如图7-5所示。
图7-5 恒压充电特性曲线图
若充电电压过高,将导致过充电;充电电压过低,将导致充电不足。一般单格电池充电电压选为2.5 V。
在恒压充电初期,充电电流较大,4~5 h内即可达到额定容量的90%~95%,因而充电时间较短,而且不需要照管和调整充电电流,适用于补充充电。由于充电电流不可调节,所以不适用于初充电和去硫化充电。
2)恒流充电
恒流充电指充电电流保持恒定的充电方法。它被广泛用于初充电、补充充电和去硫化充电等。恒流充电的接线方法如图7-6所示。
图7-6 恒流充电的接线方法
充电特性曲线如图7-7所示。
图7-7 恒流充电特性曲线
为缩短充电时间,充电过程通常分为两个阶段。第一阶段采用较大的充电电流,使蓄电池的容量得到迅速恢复,当蓄电池电量基本充足,单格电池电压达到2.4 V,电解水开始产生气泡时,转入第二阶段,将充电电流减小一半,直到电解液密度和蓄电池端电压达到最大值且在2~3 h内不再上升,蓄电池内部剧烈冒出气泡时为止。
恒流充电的适应性强,可任意选择和调整充电电流的大小,有利于保持蓄电池的技术性能和延长使用寿命。其缺点是充电时间长,要经常调节充电电流。
3)脉冲快速充电
脉冲快速充电必须用脉冲快速充电机进行。
脉冲快速充电的过程是:在脉冲快速充电之前,先用较大电流进行恒流充电,使蓄电池在短时间内充至额定容量的50%~60%,当单格电池电压升至2.4 V,开始冒气泡时,由充电机的控制电路自动控制,开始脉冲快速充电。开始脉冲快速充电时,首先停止充电25 ms(称为前停充),然后再放电或反向充电,使蓄电池反向通过一个较大的脉冲电流(脉冲深度一般为充电电流的1.5~3倍,脉冲宽度为150~1 000 μs),然后再停止充电40 ms(称为后停充)。以后的过程为:正脉冲充电→前停充→负脉冲瞬间放电→后停充→正脉冲充电,循环进行,直至充足电。脉冲快速充电的优点是充电时间可大大缩短(新蓄电池充电仅需5 h,补充充电需1 h);缺点是对蓄电池的寿命有一定的影响,且脉冲快速充电机结构复杂、价格昂贵。它适用于电池集中、充电频繁、要求应急的场合。
2.充电种类
1)初充电
指对新的或更换极板后的蓄电池进行的第一次充电。其操作步骤是:(www.xing528.com)
(1)按蓄电池制造厂的规定和本地区的气温条件,加注一定密度的电解液(加注前,电解液温度不得超过30 °C),放置4~6 h,使极板浸透,并调整液面高度至规定值。
(2)将蓄电池的正、负极分别与充电机的正、负极相连。
(3)采用两阶段恒流充电法充电时,第一阶段充电电流为额定容量的1/15,待电解液中有气泡冒出、单格电池电压达2.4 V时,转入第二阶段,将电流减小一半,直至蓄电池充足电为止。充电过程中应注意测量电解液的温度,当温度超过40 °C时,应将电流减半,如温度继续上升达45 °C时,应停止充电,待冷却至35 °C以下时再充电。
(4)充好电的蓄电池应检查电解液的密度,如不符合规定,应用蒸馏水或1.4 g/cm的稀硫酸进行调整,并调整液面高度至规定值。调整后,再充电2 h,直到电解液密度符合规定为止。
2)补充充电
补充充电是指对使用中的蓄电池在无故障的前提下,为保持或恢复其额定容量而进行的正常的保养性充电。
一般通信车辆用蓄电池应每隔1~2个月从车上拆下来进行一次补充充电。使用中,如发现下列现象之一时,必须及时进行补充充电:
(1)电解液相对密度降至1.15 g/cm以下时。
(2)冬季放电量超过25%,夏季超过50%时。
(3)前照灯灯光比平时暗淡,启动无力时。
(4)单格电池电压降到1.70 V以下时。
补充充电可采用恒压充电或两阶段恒流充电。
通信车辆上蓄电池的充电通常采用恒压充电法充电,充电间多采用两阶段恒流充电法充电。
采用两阶段恒流充电法进行补充充电时,应先用C20/10的电流进行充电,当单格电池电压达到2.4 V以上时,改用C20/20的电流充电至充足为止。
3)间歇过充电
间歇过充电是为了避免使用中的铅蓄电池极板硫化的一种预防性充电,通信车辆用铅蓄电池应每隔三个月进行一次间歇过充电。
充电方法是:先按补充充电的方法将蓄电池充足电,停歇1 h后,再以减半的充电电流值进行过充电至沸腾,再停歇1 h后,重新接入充电。如此反复,直到蓄电池刚接入充电时,立即沸腾为止。
4)循环锻炼充电
循环锻炼充电是铅蓄电池为防止极板钝化而进行的保养性充电。铅蓄电池使用中常处于部分放电的状况,参加化学反应的活性物质有限,为避免活性物质长期不工作而收缩,应每隔三个月进行一次循环锻炼充电。
充电方法是:先按照补充充电或间歇过充电方法将铅蓄电池充足电,再用20 h率的电流连续放电至单格电池电压降为1.75 V为止,其容量降低不得大于额定容量的10%;否则,应进行充、放电循环,直至容量达到额定容量的90%为止,方可使用。
5)去硫化充电
去硫化充电是消除铅蓄电池极板轻度硫化的一种充电方式。充电方法和步骤如下。
(1)将铅蓄电池按20 h放电率,放电至单格电池电压降至1.75 V为止。
(2)倒出电解液,用蒸馏水反复冲洗几次,然后加入蒸馏水至规定的液面高度,用初充电第二阶段充电电流进行充电,当电解液密度增大到1.15 g/cm3时,再将电解液倒出,加入蒸馏水,继续充电,反复多次,直至电解液密度不再上升为止。
(3)换用正常密度的电解液,按初充电方法将蓄电池充足电。
(4)用20 h放电率放电,检查容量,若其输出容量可达额定容量的80%以上,则可装车使用,若达不到,应更换蓄电池或修理。
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