本發明作進一步說明,附圖中:
[0031]圖1是現有技術中傳統的恒流恒壓充電曲線圖;
[0032]圖2是現有技術中脈沖式充電曲線圖;
[0033]圖3是現有技術中恒流恒壓充電結合脈沖式充電曲線圖;
[0034]圖4為根據本發明優選實施例的電池充電方法的流程圖;
[0035]圖5a和圖5b分別為根據本發明優選實施例的電池充電方法的充電電流和電池電壓曲線示意圖;
[0036]圖6為根據本發明的電池充電方法中脈沖循環的第一實施例的示意圖;
[0037]圖7為根據本發明的電池充電方法中脈沖循環的第二實施例的示意圖;
[0038]圖8為根據本發明優選實施例的電池充電裝置的模塊示意圖。
【具體實施方式】
[0039]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白,以下結合附圖及實施例,對本發明進行進一步詳細說明。
[0040]請參閱圖4,為根據本發明優選實施例的電池充電方法的流程圖。該電池充電方法尤其適用于鉛酸蓄電池。如圖4所示,該實施例提供的電池充電方法該方法包括以下步驟:
[0041]首先,在步驟S1中,以最大恒流電流IMt對電池進行恒流充電,使電池電壓VBA達到第一預設電壓Vi。優選地,最大恒流電流Iset為電池容量的10%至20%。該最大恒流電流Iset不低于電池容量的10%,進而可以在較短的充電時間內為電池充上大部分電荷,同時也可以避免充電電流過低導致電池長期欠充而出現硫化現象;該最大恒流電流IMt也不高于電池容量的20%,否則容易因為充電電流過大而分解水。該步驟S1中可以通過檢測電池電壓VBA的實際反饋值是否達到第一預設電壓I來判斷是否停止充電。當對單節鉛酸蓄電池進行充電時,第一預設電壓I為2.2V到2.4V。該第一預設電壓I不低于2.2V,可以避免電池長期欠充出現硫化現象;該第一預設電壓Vi也不高于2.4V,可以避免充電電流過大而造成過充分解水。
[0042]隨后,在步驟S2中,通過電流控制方式對電池進行充電,通過控制充電電流I根據電池電壓VBA上升而逐步減小,使電池電壓VBA達到第二預設電壓v2。優選地,電流減小滿足:I = Iset-[m*(VBA-VR+n)]。其中,m為斜率系數,η為電壓補償值。優選地,m = 3.714,η=12V,即I = Iset-[3.714*(VBA-VR+12V)]。該步驟S2中可以通過檢測電池電壓VBA的實際反饋值是否達到第二預設電壓V2來判斷是否停止充電。當對單節鉛酸蓄電池進行充電時,第二預設電壓V2為2.5V到2.7V。該第二預設電壓V2不低于2.5V,可以避免電池長期欠充出現硫化現象;該第二預設電壓V2也不高于2.7V,可以避免充電電流過大而造成過充分解水。該步驟中的電流設定是根據電池電壓采樣值實現實時調節的,確保了電池的充電效率,同時避免充電電流過多用于分解水。最后,在步驟S3中,通過脈沖循環對電池進行充電,使電池電壓VBA達到額定電壓VR。對于單節鉛酸蓄電池而言,額定電壓VR為2.6V。該步驟中采用的脈沖曲線設計可以在電池充飽與電解液溫度兩個對立面實現較好的平衡點。在本發明的另一個優選實施例中,上述步驟S2中也可以采用電壓控制方式對電池進行充電。在電壓控制方式中控制充電電壓從第一預設電壓I逐漸上升而充電電流I逐漸減小。在本發明的優選實施例中,通過控制充電電壓使充電電流I呈階梯狀減小。在本發明的另一些優選實施例中,通過控制充電電壓使充電電流I線性減小。
[0043]在本發明的另一優選實施例中,電池充電方法還包括在步驟S1之前執行的步驟S0:采用第一預充電流^對電池進行恒流充電,在達到預設固定時間時停止;或者從第一預充電流Ii逐漸上升到最大恒流電流Im對電池進行電流控制方式充電,其中,第一預充電流Ii為所述最大恒流電流Iset的20%至40%。該第一預充電流^不小于最大恒流電流Iset的20 %,可以有效縮短預充電的時間;該第一預充電流L不大于最大恒流電流Iset的40 %,可以避免較大的充電電流忽然充電導致電池的活性物質脫落。第一預充電流^的取值范圍不是絕對值,而是一個漸變的過程,當第一預充電流^越高則電池受損的概率大大增大。優選地,第一預充電流^為所述最大恒流電流1-的30%。由此可見,該步驟主要采用小電流對電池進行預充電,目的是為了保護電池極板,使電池充電兩極化學反應逐漸充分。由于久未充電的鉛酸蓄電池忽然大電流充電容易造成極板活性物質脫落,長期忽然大電流初始充電會降低電池使用壽命。因此,在該步驟中給電池大電流之前采用一個確定的小電流激活充電,避免了大電流忽然充電導致活性物質脫落。請結合參閱圖5a和圖5b,分別為根據本發明優選實施例的電池充電方法的充電電流和電池電壓曲線示意圖。如圖所示,在本發明該優選實施例中,充電曲線可以分為與前述步驟S0-S3相對應的4個階段:
[0044]在步驟S0的第一階段(tO-tl)中,采用小電流對電池進行預充電。即充電電流I保持第一預充電流Ii對電池進行恒流充電,在達到預設固定時間時停止進行下一階段。該預設固定時間優選為10分鐘。此時電池電壓VBA逐漸上升。該第一階段為可選階段。作為一個替代方案,該階段充電電流也可以從第一預充電流逐漸上升到最大恒流電流IMt對電池進行電流控制方式充電。例如,第一預充電流L為10A,最大恒流電流Iset為50A。
[0045]在步驟S1的第二階段(tl_t2)中,按最大恒流電流Iset進行大電流恒流充電。該階段目的是為了在較短的充電時間內為電池充上大部分電荷。在該過程中不斷檢測電池電壓VBA的實際反饋值,當達到第一預設電壓Vi時停止充電,進入下一個階段,對于單節鉛酸蓄電池而言,該第一預設電壓V:可以為2.2V到2.4V。
[0046]在步驟S2的第三階段(t2_t3)中,采用電流控制方式進行充電,使充電電流根據電池電壓VBA的實際反饋值上升而逐步減小。或者采用變壓充電方法,實現電流大小的調節,即更改充電器的輸出電壓,使第三階段開始的t2時刻充電電壓為第一預設電壓%,然后逐漸調整充電器的輸出電壓給定值升高,從而實現了電流值階梯狀減小。雖然電流值不是一直減小,但是總體趨勢是減小的。在該過程中不斷檢測電池電壓VBA的實際反饋值,當達到第二預設電壓V2時停止充電,進入下一個階段。
[0047]第二階段和第三階段的轉折點第一預設電壓I和第二預設電壓V2都是電池電壓VBA的實際反饋值。嚴格根據電池電壓VBA的實際反饋值來確定充電電流大小,確保了這兩個階段內,充電電流主要轉化為電能,大大提高了充電效率,避免過多分解水帶來的析氣,同時電池內部電解液的溫升保持較低水平。并且第三階段的充電電流根據電池電壓VBA上升而逐步減小,或者變壓充電時充電電流階梯狀減小,使得該階段充電速度減慢,更利于對電池電壓VBA的準確監控。
[0048]在步驟S3的第四階段(t3_t4)中,充電電流進入脈沖階段。電池電壓VBA逐漸接近額定電壓VR。本發明該實施例中四個階段的順序組合對充電機的最大功率要求低,硬件設計更經濟。
[0049]請參閱圖6,為根據本發明的電池充電方法中脈沖循環的第一實施例的示意圖。如圖6所示,前述步驟S3中脈沖循環由三個階段構成:
[0050]A階段:近乎停止充電階段。以第一補充電流Ia對電池進行恒流充電,優選地第一補充電流Ia約為最大恒流電流Iset的0到10%。A階段充電持續時間Ta約為5s到30s。
[0051]B階段