为使充电电流Ic流过蓄电池,充电电源的电压Uc必须克服蓄电池的电动势E和内压降IcR0,可得充电电流Ic的表达式为
蓄电池的充电方法有定流充电和定压充电两种,近年来快速充电(脉冲充电)也逐步推广。
1.定流充电
在充电过程中,充电电流保持一定的充电方法,称为定流充电,如图1-13所示。由于充电电流,所以随着蓄电池电动势E的升高,要保持充电电流一定,必须逐步提高充电电压U。当每单体电池的端电压升高到2.4V左右,电解液开始产生气泡时,应将充电电流减少一半,直到蓄电池完全充足。R0是蓄电池的内阻。
采用定流充电时,被充电的蓄电池无论是6V还是12V都可串联在一起,如图1-13所示。所串联的蓄电池最好容量相同,否则充电电流的大小必须按照容量最小的蓄电池来选定,而容量大的蓄电池则充电太慢。
定流充电的优点是:充电电流可以任意选择和调整,有益于延长蓄电池的使用寿命。因此可对各种不同情况的蓄电池充电,如新蓄电池的初充电,普通充电以及去硫充电均可采用这种方法。但它的缺点是充电时间长,并且需要经常调节充电电流。
图1-13 定流充电
a)连接简图 b)充电特性曲线
2.定压充电(www.xing528.com)
充电过程中,电源电压U始终保持不变的充电方法称为定压充电,如图1-14所示。蓄电池在汽车上由发电机对其充电就属于定压充电,其充电电压由充电系统的电压调节器控制。
在定压充电开始时,充电电流很大。此后随着蓄电池电动势E的增大,充电电流逐渐减小,至充电终了时,充电电流将自动降低到零,这样可不必由人照管。另外,定压充电时,充电电流很大,开始充电后4~5h内蓄电池就可获得本身容量的90%~95%,因而可大大缩短充电时间。由于定压充电,充电时间短,不需照管且经济性高,所以较适合于蓄电池的补充充电,因而被汽车维修厂家广泛采用。但定压充电时,不能调整充电电流的大小,所以不能用于蓄电池的初充电,也不能用来消除硫化。并且要求所有充电的蓄电池电压必须相同才行。
图1-14 定压充电
a)连接简图 b)充电特性曲线
采用定压充电时,要选择好充电电压,若电压过高,不但充电初期充电电流过大,而且会发生过充电现象,以致引起极板弯曲、活性物质大量脱落,蓄电池温升过高;若充电电压过低,则会使蓄电池不能充电。一般每单体电池约需2.5V,即6V的蓄电池充电,充电电源的电压应为7.5V;对12V蓄电池充电,电源电压应为15V。被充电的蓄电池,必须并联在充电电源之间。在汽车上由于蓄电池是和发电机并联的,所以蓄电池始终是在发电机的恒定电压(通过调节器调整)下进行充电的。
定压充电的优点是:在充电初期,充电电流较大,充电速度较快,充电4~5h,蓄电池的容量即可恢复80%以上,因此充电时间短。同时,充电电流能随电动势的上升而逐渐减小到零,使充电自动停止,这就不必由人工调节充电电流。
定压充电的缺点是:充电电流大小不能调整,所以不能保证蓄电池彻底充足电;也不能用于蓄电池的初充电和去硫化充电。对于就车使用的蓄电池,为了防止其产生硫化故障,必须定期(每2个月)拆下用恒流充电方法充电一次。
3.脉冲快速充电
定流充电和定压充电统称为常规充电,要完成一次初充电需60~70h,补充充电也要20h左右。由于充电的时间太长,给使用带来很大不便。但是,单纯加大充电电流来缩短充电时间是行不通的,因为这样不仅使充电时蓄电池达不到额定容量,而且会使蓄电池温升快,产生大量气泡,造成活性物质脱落而影响其使用寿命。20世纪50年代初国外已开始研究快速充电技术,探寻其理论基础。近年来我国快速充电技术也发展很快,已研制成功并生产了可控硅快速充电机。新蓄电池初充电一般不超过5h,旧蓄电池补充充电只需0.5~1.5h,大大缩短了充电时间,提高了充电效率。
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