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? ? ? ?一般來說，除了慢速充電(常規(guī)充電)以外的快速充電、高速充電和瞬息充電統(tǒng)稱為快速充電。隨著蓄電池充電技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，人們探索了多種快速充電制度。按照有無放電去極化作用可以把快速充電制度分為兩大類:沒有放電去極化措施的一類快速充電，包括遵循α值曲線的快速充電制度和小于a值曲線的快速充電制度，有放電去極化措施的一類，一般稱為脈沖充電放電去極化快速充電制度。
? ? ? ?1.遵循α值曲線的快速充電制度按照蓄電池充電接受率a值形成的充電特性曲線，是一條充電電流隨著充電時(shí)137下降的指數(shù)曲線。要嚴(yán)格遵循指數(shù)曲線充電，將使充電線路非常復(fù)雜，設(shè)備的體積也很龐大，由于起始充電電流很大，設(shè)備容量也須很大，造成充電后期設(shè)備利用率很低。在實(shí)際應(yīng)用中，多數(shù)設(shè)計(jì)成近似于α值曲線的快速充電制度和裝置。
? ? ? ?(1) 恒定出氣率法是利用氣體檢測元件對(duì)蓄電池析出氣體的速率進(jìn)行檢測，進(jìn)而對(duì)充電電流實(shí)施控制?？衫L出充電電流隨充電時(shí)間衰減的曲線。充電開始時(shí)，以大電流進(jìn)行充電。
? ? ? ?當(dāng)充電達(dá)到某一狀態(tài)，蓄電池內(nèi)部產(chǎn)生的氣體達(dá)到一定值時(shí)，氣體檢測元件參數(shù)變化，對(duì)充電線路發(fā)出控制信號(hào)，再減小充電電流。
? ? ? ?這種方法要求各個(gè)蓄電池單格出氣孔連通，以便有效地檢測整個(gè)蓄電池內(nèi)的氣體發(fā)生量，氣體檢測元件安放在某一個(gè)單格電池的出氣孔內(nèi)。據(jù)國外資料說，這種方法一般可在半小時(shí)內(nèi)完成完全充電。
? ? ? ?美國有一種氣控充電器，其額定輸出電流為105安(72伏)或20。安(48伏)。這種設(shè)備已由格羅普頓·帕金森(Grompton Parkinson)公司在市場上出售。
? ? ? ?(2) 電量控制法(如圖2所示)。蓄電池能夠接受的不產(chǎn)生氣體的充電接受特性曲線為一指數(shù)曲線。這是一條出氣率為零的理想曲線。曲線下面的面積，即電流曲線對(duì)時(shí)間的積分是所需要充進(jìn)的電量。那么，蓄電池在任一充電狀態(tài)下所能接受的充電電流值與所需要充進(jìn)的電量成正比，這就形成了電量控制法的基礎(chǔ)。
? ? ? ?設(shè)出氣率等于零，則充電電流值‘與所需充進(jìn)電量C之間的關(guān)系可以寫成
? ? ? ?C(t)=C0e-at
? ? ? ?及?i(t)=C0e-at
? ? ? ?式中 ?C0——蓄電池額實(shí)際容量。
? ? ? ?上式就是電量控制法的基本方程式。如果出氣率等于某一定值，則應(yīng)在上式右邊加一常數(shù)值。這種快速充電方法和恒定出氣率法都是從蓄電池能夠接受的電流值出發(fā)，以不同的控制參量進(jìn)行控制的快速充電方法，但是電量控制法需要了解充電過程中不同的充電狀態(tài)，這是比較困難的。
? ? ? ?(3) 恒定電壓法是在確定并保持充電電壓為某一恒定值的情況下，所進(jìn)行的充電方法。此電壓值應(yīng)選取與蓄電池充電過程中出氣點(diǎn)相應(yīng)的電壓值。例如，各種車用發(fā)電機(jī)對(duì)蓄電池的充電就屬于一種定電壓充電。在這種情況下，發(fā)電機(jī)電壓應(yīng)使蓄電沙每個(gè)單格的充電電壓為2.25-2.35伏，以發(fā)電機(jī)對(duì)蓄電池充電時(shí)的出氣率很低，使之能在蓄電池注液蓋不打開的情況下完成充電。對(duì)于快速充電設(shè)備，則應(yīng)考慮蓄電池在大電流充電時(shí)的內(nèi)電阻壓降及極化電動(dòng)勢。為此，可將控制電壓選得比2.35伏略高。恒定電壓快速充電，由于充電初期蓄電池電動(dòng)勢較低，充電電流很大，隨著充電的進(jìn)行，電流將逐漸減小? (圖6)。為了減小充電裝置的體積和成本，一般要限制初始大電流。恒定電壓法是一種快速而簡單的充電技術(shù)，它只需要簡易的控制系統(tǒng)。
? ? ? ?但是，恒定電壓法在充電時(shí)所控制的電壓值，不僅包括蓄電池的電動(dòng)勢，而且還包括極柱、連接條、極板、隔板、電解掖、接觸電阻以及極化現(xiàn)象引起的電壓降。這些電壓降對(duì)于不同結(jié)構(gòu)型式的蓄電池和同一結(jié)構(gòu)型式不同使用期限的蓄電池都是不相同的，這就會(huì)引起很大的誤差，影響充電質(zhì)量。為了避免蓄電池內(nèi)電阻壓降對(duì)于充電的影響，可采用無電阻恒壓法充電。無電阻恒壓法的控制電壓選用無電阻壓降的電壓值，即無電阻電壓的測定是在暫時(shí)中斷充電電流并在其恢復(fù)之前很快地讀出電壓。因?yàn)殡娀瘜W(xué)過程的速度較慢，所以這是可能的。無電阻恒壓法的優(yōu)點(diǎn)是能同樣好地適應(yīng)各種蓄電池的不同結(jié)構(gòu)、使用年限和充電狀態(tài)。充電電流有間斷期間，這對(duì)于消除極化現(xiàn)象也是有利的。
? ? ? ?2.小于。值曲線的快速充電制度考慮到設(shè)備的成本和實(shí)際應(yīng)用的要求，有些充電方法不采取遵循a值曲線的充電方法，而是降低充電接受率，使初始充電電流遠(yuǎn)小于蓄電池能夠接受的充電電流，即采用小于蓄電池固有充電接受率的快速充電方法。與遵循a值曲線的充電方法相比，雖然延長了充電時(shí)間，卻提高了充電設(shè)備的利用率。
? ? ? ?(1) 恒定電流法。是在充電過程中一直保持充電電流恒定的充電方法。為了實(shí)現(xiàn)快速充電，須采用較大的電流值進(jìn)行充電，因此造成充電后期蓄電池大量出氣。過量出氣是不允許的，所以一般不采用這樣的方法。
? ? ? ?(2) 階段充電法。包括二階段充電法和三階段充電法。
? ? ? ?二階段充電法一般是采用恒定電流和恒定電壓相結(jié)合的快速充電方法(圖了)。先以恒定電流充電至預(yù)定的電壓值，然后改為定電壓完成剩余的充電。一般兩階段的轉(zhuǎn)換電壓就是第二階段的恒定電壓。
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? ? ? ?三階段充電法是在充電開始和結(jié)束時(shí)采用定電流，中間用定電壓充電(圖8)。當(dāng)電流衰減到預(yù)定值時(shí)，由第二階段轉(zhuǎn)換到第三階膩這種方法可以將出氣量減到少，但作為一種快速充電方法，還受到限制。
? ? ? ?3)溫度控制法。是利用充電過程中蓄電池電解液的溫度實(shí)施控制的一種方法。鉛酸蓄電池在快速充電時(shí)所產(chǎn)生的熱量與充電電流平方成正比例，隨著充電的進(jìn)行，蓄電池可逐漸被加熱到高溫程度。日本研究的溫度控制法快速充電，是在溫度達(dá)到蓄電池容許溫度之前，采用大電流I0快速充電，以縮短充電時(shí)間。當(dāng)溫度達(dá)到預(yù)定控制溫度T1時(shí)，改為小電流I1充電，使溫度不致超過蓄電池容許值TM(圖9)。
? ? ?這種充電方法同時(shí)注意解決的問題是，當(dāng)充電量達(dá)80%以后產(chǎn)生氣體量增加時(shí)，如繼續(xù)采用大電流充電可能造成蓄電池?fù)p壞。
? ? ? ?圖10示出這種控制方案的一種電路方塊圖。這種裝置由充電主回路1，檢測主回路充電狀態(tài)的差動(dòng)放大電路2以及控制元件3組成。交流電源5供給充電電流控制元件4電能，向蓄電池6充電。差動(dòng)放大器的電流檢測元件7(低電阻)與蓄電池6串聯(lián)。電流檢測元件通過電壓給定元件8和固定電阻9接于運(yùn)算放大器10的輸入端，在運(yùn)算放大器10的反饋電路11中接有溫度檢測元件12、氣體控制元件14和固定電阻13。當(dāng)充電過程中蓄電池溫度尚未達(dá)到預(yù)定控制溫度T:之前，溫度檢測元件12和固定電阻13的兩個(gè)電阻值r12和r13的關(guān)系為r12<r13。達(dá)到溫度T1后r12>r13，從而改變運(yùn)算放大器的輸出，使充電電流減小，起到了對(duì)充電電流的控制作用。當(dāng)充電過程中出氣率超過容許值時(shí)，氣體控制元件14改變參數(shù)，控制充電電流?？梢?，這種方案具有溫度和氣體雙重控制作用。
? ? ? ?3.脈沖充電放電去極化充電制度隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和對(duì)于蓄電池充電接受能力研究的進(jìn)展，提出了脈沖充電放電去極化的充電制度。據(jù)國外報(bào)導(dǎo)，這種充電制度不僅遵循蓄電池固有的充電接受率，而且能提高蓄電池充電接受率，從而打破了蓄電池指數(shù)充電接受曲線的限制。這是蓄電池充電理論的新發(fā)展。
? ? ? ?脈沖充電放電去極化充電制度在充電過程中有短暫的間隙放電，其目的是去極化，這是一種新型的充電制度。一般按脈沖充電電流和去極化放電電流的控制方法分類，可分為定電壓、定電流、定周期、定出氣率等若千類。
? ? ? ?(1) 定電流定周期脈沖充電放電去極化快速充電法的特點(diǎn)是，以恒定電流和恒定周期的脈沖充電電流對(duì)蓄電池充電。
? ? ? ?二個(gè)充電脈沖之間有一放電脈沖進(jìn)行去極化，以提高蓄電池的充電接受能力。在整個(gè)充電過程中，充電電流及其脈寬不受蓄電池充電狀態(tài)的影響。因此，它是一種開環(huán)式脈沖充電。這種充電方法易使蓄電池充滿容量，但如果不增加防止過充電的保護(hù)裝置，容易造成強(qiáng)烈的過充電，影響蓄電池使用壽命。在這種充電方法中，雖然整個(gè)充電過程均加有去極化措施，但是這種固定的去極化措施參數(shù)，難子適合充電全過程的要求。
? ? ? ?日本“豐田中研所”和美軍都采用這種充電制度的快速充電器，并將產(chǎn)品用于軍隊(duì)。我國也有多種方案可以實(shí)現(xiàn)這種快速充電制度。
? ? ? ?(2) 定電流定出氣率脈沖充電放電去極化快速充電法的特點(diǎn)是，將脈沖充電電流的幅值保持恒定進(jìn)行充電，當(dāng)達(dá)到一定出氣率時(shí)，停止充電，進(jìn)行放電去極化，使充電過程中的出氣率保持在預(yù)定值。國外有這樣的線路方案。國內(nèi)因缺少氣體敏感元件，對(duì)這種方法很少研究。
? ? ? ?(3) 定電流定電壓脈沖充電放電去極化快速充電法的特點(diǎn)是，以恒定大電流充電，待充到一定電壓(相應(yīng)于蓄電池出氣點(diǎn)的電壓)時(shí)，停止充電并進(jìn)行大電流(或小電流)放電去極化，然后再以恒定大電流充電，依此，充放電過程交替地進(jìn)行。放電脈沖的頻率隨充入電量的增加而增加，充電脈沖的寬度隨充入電量的增加而減小。當(dāng)充電量和放電量基本相等時(shí)，表示蓄電池已充滿，立即結(jié)束充電。
? ? ? ?根據(jù)這樣的方案，國內(nèi)外都有多種線路來實(shí)現(xiàn)蓄電池快速充電。這種方案，充電初期無去極化措施。在加有去極化措施后充電電流不斷減小，使得充電電流平均值下降較快，延長了充電時(shí)間。
? ? ? ?(4) 定電流提升電壓脈沖充電放電去極化快速充電方法是，定電流定電壓脈沖充電放電去極化快速充電方法的改進(jìn)。
? ? ? ?它是先以恒定電流(如1C安)充電，當(dāng)蓄電池電壓達(dá)到充電出氣點(diǎn)電壓(單格電池電壓2.56-2.6伏)時(shí)，停止充電并進(jìn)行放電? (如放電電流2~3C安，脈沖寬度1毫秒)，然后再充電……。從加有放電去極化脈沖以后，用積分器件階梯形跟蹤調(diào)高充電控制電壓(提升出氣點(diǎn)電壓)，以加快充電速度和提高充滿程度。其它和定電流定電壓法相同。
? ? ? ?(5) 定電壓定頻率脈沖充電放電去極化快速充電法的特點(diǎn)是，充電脈沖的電壓幅值保持恒定，隨著充電過程的進(jìn)行，蓄電池電動(dòng)勢逐漸上升，充電電流幅值逐漸減小，充電脈沖電流的頻率恒定，在兩個(gè)充電脈沖之間加有放電去極化脈沖。
? ? ? ?(6) 端電壓和充放電頻率選擇脈沖充電放電去極化法的特點(diǎn)是，根據(jù)蓄電池充電過程中的極化情況選擇充放電脈沖的頻率，并在充電后期將蓄電池端電壓限定在預(yù)選的數(shù)值，使出氣率限制在一定的容許值。
? ? ? ?(7)適應(yīng)全過程去極化脈沖充電放電去極化快速充電法的特點(diǎn)是，在充電全過程都適時(shí)加有去極化的放電脈沖。
? ? ? ?注:我國蓄電池快速充電尚處在研究、研制和試用階段，充電制度(包括參數(shù)選擇)種類繁多，性能也有差異。根據(jù)我們掌握的材料，我國近幾年快速充電可以達(dá)乳以下指標(biāo):
? ? ? ?1.快速性較好蓄電池的補(bǔ)充充電1-1.5小時(shí)(常規(guī)充電6-8小時(shí))，較好茜電池的維護(hù)充電2-3小時(shí)(常規(guī)充電15-20小時(shí))。
? ? ? ?2.出氣盈與出氣率與常規(guī)充電相比，總出氣量可大大降低，但瞬時(shí)出氣率較大。
? ? ? ?3.溫升和充電電流大小有密切關(guān)系?？偟膩砜?，快速充電與常規(guī)充電相比，溫升要高。
? ? ? ?4.壽命有的單位用3-Q -98W型蓄電池進(jìn)行壽命試驗(yàn)，壽命循1$3A340次左右，超過IB1058-67對(duì)鉛酸蓄電池壽命檢驗(yàn)合格標(biāo)準(zhǔn)(220280次)。但比常規(guī)充電法實(shí)際達(dá)到的壽命循環(huán)(460次左右〕約低30%。
? ? ? ?電脈沖后充電電流恢復(fù)之前，均進(jìn)行去極化效果檢測，達(dá)到一定去極化效果再轉(zhuǎn)回充電，否則再次進(jìn)行去極化放電，直至達(dá)到去極化要求的效果才轉(zhuǎn)回充電。這樣，可使去極化措施適應(yīng)充電全過程。這種方案能有效地將氣體析出量抑制在很小的數(shù)值。