电池充电说明

电池充电说明
电池充电说明

电池充电原理详解

发布时间:2013-05-14 14:12:55

技术类别:电源技术

镍隔与镍氢电池的充电

对镍隔电池和镍氢电池充电有两种方式,就是我们大家所熟知的“快充”

和“慢充”。快充和慢充是充电的一个重要概念,只有了解了快充和慢充才能正确掌握充电。

首先,快充和慢充是个相对的概念。有人曾问,我的充电器充电电流有200mA,是不是快充?这个答案并不绝对,应该回答对于某些电池来说,它是快充,而对于某些电池来说,它只是慢充。那我们究竟怎样来判别快充还是慢充呢?

例如一节5号镍氢电池的电容量为1200mAH,而另一节则为1600mAH。我们把一节电池的电容量称为1C,可见1C只是一个逻辑概念,同样的1C,并不相等。

在充电时,充电电流小于0.1C时,我们称为涓流充电。顾名思义,是指电流很小。一般而言,涓流充电能够把电池充的很足,而不伤害电池寿命,但用涓流充电所花的时间实在太长,因此很少单独使用,而是和其它充电方式结合使用。

充电电流在0.1C-0.2C之间时,我们称为慢速充电。充电电流大于

0.2C,小于0.8C则是快速充电。而当充电电流大于0.8C时,我们称之为

超高速充电。

正因为1C是个逻辑概念而非绝对值,因此根据1C折算的快充慢充也是一个相对值。前面例子中提到的200mA充电电流对于1200mAH的电池来说是慢充,而对于700mAH的电池来说就是快充。

知道了快慢充的概念后,我们还需要了解充电器的情况才能对电池正确充电。目前市场上的充电器主要分为恒流充电器和自动充电器两种。

一、恒流充电器

恒流充电器是市场上最常见的充电器,从镍镉电池时代,我们就开始使用恒流充电器。恒流充电器通常使用慢速充电电流,它的使用相对比较简单,只需将电池放在电池仓中即可充电。需要注意的是,对充电时间的计算要准确。

对充电时间的计算有个简单的公式:Hour=1.5C/充电电流。例如:对1200mAH的电池充电,充电器的充电电流为150mA,则时间为

1800mAH/150mA等于12小时。当然在很多时候并不能计算出正好的时间,我们可以挑离得最近的半小时以方便记时。例如:充电器的电流为 160mA,对1400mAH的电池充电,则时间为2100mAH/160mA约为13小时,而不用计算到分。

恒流充电器的构造简单,工作稳定,是一种不错的充电方式,对电池寿命的影响小。但它也有其局限性,首先必须计算时间,另外随着镍氢电池的容量越来越大,恒流充电所需的时间也越来越长,对使用带来了一定的不便。因此,近年来快速自动充电器也逐渐流行起来。

二、快速自动充电器

快速自动充电器在这两年越来越受到大家欢迎,它具有充电速度快,安全等特点。但也有一部分人对它有疑虑,因为快速充电器基本都使用快充电流来充电,这些人怕它会对电池的寿命产生影响。那么实际的情况如何呢?

首先要肯定的是大电流充电对电池寿命的影响是很小的,在很多情况下我们都要用到快速充电甚至超高速充电,充电电流有时可以达到2C或更高。大电流并不是电池杀手,真正对电池寿命产生影响的是大电流充电时产生的高热。

我们对电池充电时要使用比电池标称电压稍高的电压来进行,而电池本身对充电电流会产生一个反电势,因此有一部分电流为了抵消反电势而白白作功,转化为热能。当充电电流越大,就有更多的电能被转化为热能,充电时的温度就越高。过高的温度对充电电池是有害的,在慢速恒流充电器中,由于是慢速充电,产生的热量在可控制范围内,因此并不需要采取特殊的措施。但在快速自动充电器中,采用快充电流就会产生更高的温度。因此目前市场上的快速自动充电器都采用了各种方法来降低充电时的温度,通常所使用的是余弦法,也就是说并非用恒定的大电流充电,而是像余弦波那样电流强度随之变化,这样能缓解热量的积聚,从而将温度控制在一定范围内。由于这类充电器不再使用恒定的电流充电,也和过去的恒流充电器有明显的区别。

使用快速充电器的另一个问题是,当充电时间到了之后如果忘记停止充电,对电池的伤害要远大于慢速恒流充电器过充产生的伤害。因此为了解决过充问题,快速充电器一般都采用了比如电压斜率判断法等方法来判断电池是否接近充满,这些充电器都使用了控制电路或者IC芯片来完成这一任务。当电池接近充满时,控制电路会自动转入涓流充电模式,对电池进行涓流充电。采用涓流电流对电池进行充电的好处是很明显的,其一如前所述,涓流充电能将电池充的很满,其次就是不用担心过充的问题,因此使用这类充电器的最大好处就是不用再去计算时间。具体的使用方法可以查看各自的使用说明书,以防操作不当。

快速充电器有一个分支就是超高速的充电器,这类充电器应用范围不大,设计、结构和工艺都很复杂,因此价格相当昂贵。

三、超高速充电器

在一些特殊的场合,人们需要在很短的时间内充好电池使用,这就需要使用超高速充电器。由于超高速充电器需要极大的充电电流,有些甚至使用了2C-3C的充电电流,其发热问题尤为严重,仅仅采用余弦波充电还不够,因此这类充电器很多都采用在一个余弦波后插入一个很短暂的放电这种方法。这种做法可以缓解由于反电势消耗充电电流所产生的热量积累,从而进一步控制温度。

锂电池的充电

目前的手机基本上所配电池都是锂离子电池,所以我下面所讲的是针对锂离子电池的充电知识。

一、基本概念:

1、锂离子电池标称电压3.7V(3.6V),充电截止电压4.2V(4.1V,根据电芯的厂牌有不同的设计)。(锂离子电芯规范的说法是:锂离子二次电池)

2、对锂离子电池充电要求(GB/T18287 2000规范):首先恒流充电,即电流一定,而电池电压随着充电过程逐步升高,当电池端电压达到4.2V(4.1V),改恒流充电为恒压充电,即电压一定,电流根据电芯的饱和程度,随着充电过程的继续逐步减小,当减小到0.01C时,认为充电终止。(C是以电池标称容量对照电流的一种表示方法,如电池是 1000mAh的容量,1C就是充电电流1000mA,注意是mA而不是mAh,0.01C就是10mA。)当然,规范的表示方式是0.01C5A,我这里简化了。

3、为什么认为0.01C为充电结束:这是国家标准GB/T18287-2000所规定的,也是讨论得出的。以前大家普遍以20mA为结束,邮电部行业标准

YD/T998-1999也是这样规定的,即不管电池容量多大,停止电流都是20mA。国标规定的0.01C有助于充电更饱满,对厂家一方通过鉴定有利。另外,国标规定了充电时间不超过8小时,就是说即使还没有达到0.01C,8小时到了,也认为充电结束。(质量没问题的电池,都应在8小时内达到 0.01C,质量不好的电池,等下去也无意义),

4、怎样区别电池是4.1V还是4.2V:消费者是无法区分的,这要看电芯生产厂家的产品规格书。有些牌子的电芯是4.1V和4.2V通用的,比如 A&TB (东芝),国内厂家基本是4.2V,但也有例外,比如天津力神是4.1V(但目前也是按4.2V了)。

5、把4.1V的电芯充电到 4.2V会怎么样:会使电池容量提高,感觉很好用,待机时间增加,但会减短电池的使用寿命。比如原来500次,减少到300次。同样道理,把4.2V的电芯过充,也会减短寿命。锂离子电芯是很娇嫩的。

6、既然电池内有保护板,我们是否就可以放心了呢:不是,因为保护板的截止参数是4.35V(这还是好的,差的要4.4到4.5V),保护板是应付万一的,假如每次都过充,电池也会很快衰减的。

7、多大的充电电流算是合适的:理论上越小对电池越有好处。但你总不能为了一块电池充电等3天吧。国标规定的低倍率充电是0.2C(仲裁充电制式)还以上面的1000mAh容量的电池为例,就是200mA,那么我们可以估计出这只电池5个多小时可以充饱。(容量mAh=电流mA×时间h)国家技术监督部门鉴定锂电容量,是以1C的高倍率充电,以0.2C的低倍率放电,以时间计算出容量值,试验次数5次,有1次容量达到试验结束。(就是有5次机会,如果第一次试验就合格了,后面的4次不做)检测之前允许有一次预循环,就是以1C恒流充电至4.2V即停止,而没有后面的恒压到0.01C的过程,更没有14小时。

8、锂离子电池能承受多大的充电电流:厂家试验时可以很高,但国标高倍率规定为1C,还以上面的电池为例,1个多小时即可充满。这么大的充电电流,电池能承受吗?对于目前的锂离子电芯,是小意思而已。目前没有对充电器的国家标准,所执行的是邮电部行业标准YD/T998?1999/2,里面规定了充电器的电流不得大于1C。

9、寿命是怎样规定的:简单说是指电池经过N次1C充、1C放电后,容量下降到70%,此时的N就是寿命。并不是说300次还可以用,301次就不能用了。国标规定寿命不得小于300次。我们平时使用的条件没有检测时这么严酷,寿命会更长。说了这么多概念(不要烦,还有很多没说),终于可以说充电器了。那么目前市场长的充电器情况是怎样的呢?

二、充电器的种类和质量状况,使用建议。

1、直充,直接插在手机上的那种,有人喜欢叫旅充,我们习惯叫“火牛”。这种充电器随手机有配,原装的质量都不错,突出的是即充即用,所以充电电流设计都较大(严格地说是手机所控制的充电电流),充电时间短。有些手机充满后有涓流补电,有些手机充满后即截止,等下去也徒劳。看了上面的概念你应该知道,是正常的,而且不用再傻乎乎地等14小时了。

对于直充的充电效果,还要看手机,因为充电控制电路在手机上,其截止电压有一定的离散性,我实际测量同一批次同一型号的手机基本在4.09V至4.21V 之间。就是说如果4.09V截止了,还没充满,不是最理想的容量,再继续充一段时间可能会更饱些。但不要忘了,即使有涓流补电的手机,就像4.09和 4.21的充电电压的差别一样,手机的涓流补电电流也有一定的离散性,如果补电电流大了,就变成充电了,10几个小时,对电池也是有损害的,我曾遇到许多电池在手机上充坏的现象,原装电也有,品牌电也有。假如充坏了电池,造成漏液等,还有可能损坏手机,所以建议大家如果真想补电,应控制在2小时以内,并不要超过8小时。我的看法是,锂电很娇气,充饱够用即可。每次少用几小时但多用半年,和每次多用几小时但少用半年,自己衡量吧。

2、座充,是有两个槽位,前面可放手机,后面放电池的,需要和火牛配合使用。原装的座充质量较好,许多具有“智能”,有些牌子的基本上能做到恒流恒压的充电过程,并在充电结束后有一个涓流补电的过程。有些牌子的虽然没有做到恒流恒压的过程,但电流电压等参数控制准确,也是不错的。所谓智能,其实很简单,例如MOTOROLA的电池,内部有一个芯片(只读存储器ROM),固化了一些编码,电池插入充电器后,充电器读出编码,就知道是何种电池,执行相应的充电过程,一切都是事先安排好的。(不同型号,不同容量,供应不同地区,甚至于配不同牌子电芯的,编码都不同),打个简单的比喻,我喊1,你们就按第一方案执行,我喊2,你们就按第二方案执行,我什么都不喊,或我喊3但事先没和你们约定好,就拒绝执行,现象就是充电器红灯闪烁,不能充电(在手机上就显示非认可电池)。并不是大家想象的,有单片机CPU控制。

“智能”还体现在另外一些方面,就是电池的NTC(热敏电阻)和标准电阻,不同的电池由不同的标准电阻与充电器构成回路,来决定充电电流的大小,而在充电电流决定后,又根据不同的环境温度,由热敏电阻和充电器构成另外的回路来调整充电电流的大小。(有些电池只有热阻,有些电池只有标阻,而有些电池两个都有。)

例如某型号的电池,薄电和厚电的容量不同,最佳的充电电流也应该不同,因此这两只电池的标准电阻是不同的,这样充电器就“知道”为薄电给多大的充电电流,为厚电给多大的充电电流。其实主动权还在电池一方,充电器只不过和电池构成了个回路而已。同样道理,当充电温度变化时,热敏电阻的阻值发生变化,与充电器构成回路来调整充电电流大小,保护电池,避免过热。?现在你知道为什么电池上和座充的电池槽位有一排五金接触片了吧。?智能“不过如此”。

当然,同时你也知道一个合格的电池应该做到什么了吧?有时候不能全靠充电器,电池做的不好,充电器也发挥不了作用。目前许多国产电池将NTC用普通电阻代替以降低成本,失去了电流调整的作用,还有设计选材不合理等等,这是题外话,先按下不表。(也有道理,看下去就清楚了)原装座充的涓流补电电流一般控制的比较准,但在充电器转为绿灯后补电2小时即足够了。还是这个原则,对于锂电,达到电芯应该达到的容量够用即可,多充无益。压榨锂电就要付出寿命,偶尔几次 14小时可能不会损坏电池,但习惯这样就不好了。

说完了原装座充,该说市场上的品牌座充了。

可以肯定地说,市场上的品牌座充的充电过程没有一个是严格遵循:恒流、恒压的充电过程的(有的话请告诉我,我去买)。它们大概可分为几类:

A、恒压,不涓流补电:电池充到4.2V即截止,遇到这种座充,你等14小时是骗自己。因虽然到了4.2V,但已经截止了,没有一个涓流的过程,没有充饱。?为了充饱,有些设计就来损的,把截止电压改到4.25V

以上,更有人设计干脆等电池的保护板截止。如此电池充的很饱,你也一定会对此座充满意,但你的电池寿命已经减少了。用此充电器是过充,不用等14小时也很好用。

B、恒压,用固定涓流补电:算有良心的设计,比上面有改进了,充到4.2V截止,用一个固定的电阻“漏”些电流出来,这个涓流因是固定的,插上电池就有,永远不会停止。据我测量一般在30至50mA左右。用

这种充电器,刚转绿灯时没充饱,继续补电2小时左右比较理想,但涓流偏大了,继续充14小时对电池没好处。

C、恒压,所谓的智能脉冲型:电池充到4.2V截止,然后用脉冲电流涓流补电。这种是所谓的高档型,设计思路很好,但可惜的是产品不争气,一致性不好,就是说你买到手的也许好也许坏。我测量有缺点的是:脉冲电流太大50至100mA,脉冲过密,相当于充电了。又贵,如此还不如用B。

值得注意的是,有些座充为追求火牛直充的快速效果,设计的充电电流偏高,接近1C,对于这种座充,虽然没有违反行业标准,但也不能一概以“座充是小电流慢充”一个概念来认识。不过我不建议使用这种座充。上面只是概括,还有为了追求“充电效果”,搞“过充加涓流补电”、“过充加脉冲”、“快速加过充加补电” 的。他们需要的是给使用者留一个很好的印象,等用户的电池不行了,基本不会怪罪充电器,顶多骂一句:破电池,才用半年!

选座充的简单方法:

物理外观等方面不说了,只说电方面。选座充,最好有一个数字万用表,把空电池插入充电,串入万用表量充电电流,在250至350mA范围内比较合适,等充电器转绿灯后,马上拿下电池量电压,在4.15至4.20之间比较正常,转绿灯后再串入万用表观察电流,在30至50mA范围内比较合适。如能选出这样的国产座充,包你使用没问题,何必花冤枉钱买原装的呢?当然我是说国产中符合标准的,合格的产品。

需要说明的是:

品牌座充基本没有智能,那一排五金接触片,除正负极外,其余的都是摆着让你看的(个别有一个热敏电阻的接触端有用)。但了解了原装座充智能的实现方法,对智能也不用太神秘太追求了。(现在知道上面说的有些电池为什么要简化材料了吧?)产品参数都有一定的离散性,有些

品牌座充截止电压超过4.2V,但只要不超过4.25V,是允许有一定误差的,对电池有影响,但影响不大。(我测量过MOTOROLA原装的,最高的有4.23V)

3、旅行充

我说的旅行充指的是放上一只电池,直接插入交流电源充电的那种,不要和直接插手机充电的火牛混淆。旅行充的特点是使用方便,不必象座充那样准备两样东西。即使出问题也不会殃及手机。

旅行充简单地说就是把火牛和座充的电池充电部份合为一体。早期的旅行充电源部份只是简单的电容降压电路,容易出故障也不安全。目前的旅行充基本都是开关电源了,稳定性不错(当然也要看牌子)。我随机抽查测试过5只GD93旅行充,三天三夜一直插在交流电源上,电池充满了就再换上空的,连续长时间工作没一只出问题。当然,我这里没问题不代表你不会出问题,用户使用时应在充电完毕后把旅充从交流电拔下。

有些旅充上标有智能、CPU控制,那是厂家的事,不要相信。

按照选择座充的几点选择旅充,没有智能又有什么关系呢?国产的也很好用。当然我是说国产中符合标准的,合格的产品。

不想再多说了。充电器真是五花八门,我还没将仿原装的、不合格的包括进去。不同的产品,不同的牌子,不同的时期,情况不同,大家的概念不可一成不变。

特别是,市场上每月成百万只的不合格充电器实际上都到了消费者手中,这些充电器使用不当极易损坏电池,比如说充电14小时等等。

我的建议是:对于原装直充,充满加2小时;对于国产直充,不用;对于原装座充,随便(但也不能太随便);对于国产座充,充满加2小时,

对于国产旅行充,充满加1小时。国产指符合标准的合格品。以上只是建议,可能并不十分准确,但总之没必要充电14小时,即使新电池,只要是锂电,也没有所谓的“激活”的概念,这另外说。

我是怎样充电的?

我是:找能过充的充电器,把电池充到4.25V以上,很好用,延长很多时间。但我的电芯坏了马上换,我追求的是待机时间,不是电池寿命。你们呢?

锂电芯和手机电池的生产过程

锂电芯的生产过程不说前面的材料制备、卷绕、注液、封装等过程,只说与我们有联系的最后化成、分容的过程。

封装好的锂电芯每只都卡入象立柜式的分容柜上,电芯厂这样的立柜很多,一排排的,每个柜子上可以放几百只电芯,即几百个检测点。实际上这些柜子就是象充电器一样的东西,只不过它可以同时为大量的电芯充电,并通过电脑管理得到每一个检测点的数据。锂电芯在这里化成得到容量,并知道容量的大小,就是分容。通过分容,确定了电芯的等级,比如说063048,达到700至750mAh的算A级,而仅达到650至700mAh算B级。那么今后A 级的就可以多卖几块钱,而B级的就可以低价卖出,C级就可以廉价卖给专门加工垃圾电池的“山寨”厂。(当然,确定等级还要看内阻等指标)

从这一点我们可以看出,锂电芯生产出后是“有电”的,并不是有些人认为的处于“没电”的状态,而需要在使用前“激活”。

生产出的锂电芯是不能马上销售的,应该入库最少保存15天,在这个期间,有些内在的弊病就表现出来了,比如说自放电过大等等,在库里达到保存期限的电芯,在得到订单后,再拿出来再次检测再次分容,就是说再次充放电,把容量达不到等级,或质量出现问题的淘汰掉,然后以保持50%左右的电量交给销售部门,最后到手机电池块组装厂手中。

从这一点我们又可以看出,电芯出厂时是“有电”的。

电池组装厂一般都具备分容设备,只是规模没有电芯生产厂那么庞大,在收到电芯厂的电芯后,为了避免被电芯厂欺骗,和对消费者负责,把即将用于电池组装的电芯再次分容,通过这个过程,总可以挑出一些不符合要求的电芯,与电芯厂退换。

我们又看出,电芯又经过了充放电,是“有电”的。所以有些客户拿到电池就有两格电,是正常的。经过这些过程的电池,没有什么“激活”的概念。

有些原装电池刚买时不能开机,有几个原因,一是保护板死锁,电池没有输出电压,这样的电池在瞬间充电后就恢复电压,马上就“有电”了,这到是激活。再有就是放置时间太长,因为原装手机电池几乎不是手机厂生产的,电池从生产出到与手机配套再到消费者手中,可能时间比较长,此时电芯的电压低到了2.5V以下,而保护板的下限截止电压是2.5V,此时电池没有输出,但并不证明电芯没有电,电芯在2.2V以上,还是“活”的,对于这样的电池我们拿来正常充电使用就是了。

打个比方,假如一只电池,我已经把它经过3次的14小时充电,但是我不说,卖给了你,而你不知道,是否还有必要再做3次的14小时充电呢?(当然,上面的分容过程没有持续14小时,但都是以达到电芯的设计容量为检测依据的)

那充14小时是不是可以延长时间呢?绝对是,但那是过充,是在压榨电芯,过充会缩短锂电芯的使用寿命。如果想延长使用时间,正确的做法是采用新型大容量的电芯,改进电池产品,而不是压榨现有的电芯。比如说,MOTOROLA?V998锂电,标签上印的容量是580mAh,原装电开始时使用的是松下电芯 30486(当然现在使用的并不止松下一种),标称容量600mAh,实际容量有的可以达到690mAh,这样的电芯,再压榨也比不上现在的主流品牌的 063048这一款式的电芯,基本都已经达到了750mAh了,这就是大家使用天音礼品电池的待机时间大于原装电池的原因(也不绝对,

有些原装电池也使用大容量电芯了,虽然标签上印的容量还是580mAh没改)。

新手机拿到手时,经常尝试功能设置,学习使用,不停地把玩,虽然没打电话,但此时的耗电也是很惊人的,或者说虽然没打电话,仅发了几个短消息,而输入汉字使用了很长时间,这时耗电也是惊人的。所谓惊人是相对于纯粹待机时使用的电量。等过了几天,手机不再新鲜了,电也就省下了,感觉到电池好用了。

锂电芯在充放电20-50次时会有一个百分之几的容量衰减,然后容量才会稳定,大的甚至达到6%左右,既然这样,明知道它今后会有一个衰减,在开始时我们何必费那么多时间等三个14小时呢??

其实根本一点就是,手机是为人服务的,而不是人为手机服务。?

有关“新电池激活,充电12-14小时”误解的更正

在论坛的许多地方,都看到这样的说法,似乎已经成为了经典。但真理如果离开的特定的条件,就变成了谬误。

1、12-14小时的由来:第一代的镍镉电池,是需要小倍率充电的,一般建议充电电流1/10C,比如你的电池容量是600mAh的,那么1C就是600mA,1/10C就是60mA。因此,充满电需要10多个小时,对于镍镉电池,小倍率充电有好处。

2、目前手机所配的电池情况:主流手机基本上都是锂离子电池,离我们印象最近的应该是3210,配的是镍氢电池,在我们周围好像找不出用镍氢电池的手机了。

3、锂离子电池的知识:我们只说容量一方面。衡量一个锂离子电池的容量有两个检测方法:1C充、0.2C放;0.2C充、0.2C放,不管用什么充电制式,都应该达标。因为锂离子电池已经不同于以前的镍镉电池了,1C的高倍率充电已经可以平常接受,而且也是必须应该接受的了。而如果一个600mAh的电池以1C充电,1小时左右应该充饱了,如果手机直充是这样设计的(很多都是0.5C-0.8C),12-14小时是无稽之谈。

以GB/T18287?2000国家标准所规定的,当恒流充电至4.2V,转恒压,当电流下降到0.01C时即认为充电终止。例如充电器充电电流是 0.5C,充600mAh的电池,2小时左右充电电流会降到6mAh,此时认为已经充饱。为什么会降到0.01C呢?因为已经饱了,这是电芯的反映。其实对镍氢电,国家标准也已经规定了高倍率充放电的指标,现在我不多谈。

4、什么算“激活”?锂离子电池本身就是“活”的,假如设计容量600mAh,我虽然充电2小时就饱了,然后放电,可以得到容量600mAh,设计的容量达到了就可以了,这有什么活不活的问题呢??技术监督部门执行国家标准,检测容量是用1C充电的,然后放,5次中有一次容量达到算合格。?所以正常使用,正常充电即可,从新电池就这样用下去吧,不用担心“激不活”。

5、充14小时是骗自己:用手机直充,2小时左右已经满了,剩下的时间是“烤”机时间,如手机的充电控制有误差(有的),那么就是考验电池的时间。用不过关的座充(市场上太多了)充电14小时,你的电池还没开始为你卖命就先过了一劫,好狠心呀!?

镍氢电池简单知识

镍氢电池规范叫法:金属氢化物镍电池?

标称电压(表示电池电压的近似值):nX1.2V。(以3508氢电为例,n=3)?终止电压(规定放电终止时):nX1.0V。

充电制式:(恒流,在以0.2C放电至终止电压后开始恒流充电)

1、0.4C充电:以0.4C充电3.5h

2、完全充电:以0.1C充电16h

放电性能:(只说其一,与大家关系密切的)

0.2C放电:以0.2C放电至终止电压,放电时间应不小于5h。

国家技术监督部门鉴定氢电容量,是按照0.4C的充电制式充电,并按照0.2C 的放电制式放电的。

完全充电是用于鉴定电池的储存性能的,在储存12个月后,经完全充电后,以0.2C放电,时间不应低于4h。

过充电性能:0.4C充电结束后,继续以0.1C充电48h,应不变形、不漏夜、不冒烟、等等

铅酸蓄电池最佳充电方法

铅酸蓄电池最佳充电方法 上世纪60年代中期,美国科学家马斯对开口蓄电池的充电过程作了大量的试验研究,并提出了以最低出气率为前提的,蓄电池可接受的充电曲线,如图1所示。实验表明,如果充电电流按这条曲线变化,就可以大大缩短充电时间,并且对电池的容量和寿命也没有影响。原则上把这条曲线称为最佳充电曲线。 目录 1原理简介

蓄电池放电后,用直流电按与放电电流相反的方向通过蓄电池,使它恢复工作能力,这个过程称为蓄电池充电。蓄电池充电时,电池正极与电源正极相联,电池负极与电源负极相联,充电电源电压必须高于电池的总电动势。充电方式有恒电流充电和恒电压充电两种。 2详细内容 蓄电池充电器原理 蓄电池里面有大量的硫酸等可供电离的溶液,当插上电源,电流就通过里面的铅板(有些电池不是铅)电离溶液,这样就将电能转化为化学能;如果要使用,溶液就会转化为电能通过电极输送出去。这是原理上的描述,事实上,真实的情况十分复杂,可参考相关专业书籍。 充电方法制度 常规充电制度是依据1940年前国际公认的经验法则设计的。其中最著名的就是“安培小时规则”:充电电流安培数,不应超过蓄电池待充电的安时数。实际上,常规充电的速度被蓄电池在充电过程中的温升和气体的产生所限制。这个现象对蓄电池充电所必须的最短时间具有重要意义。 恒流充电法 恒流充电法是用调整充电装置输出电压或改变与蓄电池串联电阻的方法,保持充电电流强度不变的充电方法。控制方法简单,但由于电池的可接受电流能力是随着充电过程的进行而逐渐下降的,到充电后期,充电电流多用于电解水,产生气体,使出气过甚,因此,常选用阶段充电法。 恒压充电法 充电电源的电压在全部充电时间里保持恒定的数值,随着蓄电池端电压的逐渐升高,电流逐渐减少。与恒流充电法相比,其充电过程更接近于最佳充电曲线。用恒定电压快速充电,由于充电初期蓄电池电动势较低,充电电流很大,随着充电的进行,电流将逐渐减少,因此,只需简易控制系统。 这种充电方法电解水很少,避免了蓄电池过充。但在充电初期电流过大,对蓄电池寿命造成很大影响,且容易使蓄电池极板弯曲,造成电池报废。鉴于这种缺点,

正确选择锂电池充电系统

正确选择锂电池充电系统 正确选择锂电池充电系统 中心议题:决定锂离子充电系统注意事项电池锂离子电池">锂离子电池充电终止方法锂 离子充电应用实例 解决方案:锂离子充电线性解决方案锂离子充电周期波形分析开关式充电解决方案 在有些应用中,较长的电池寿命电池寿命、较多的充电次数或较安全的电池比电池容量更重要。本文介绍几种可以极大延长电池寿命的锂离子电池充电和放电方法。几乎所有高性能便携式产品都会使用包括锂离子聚合物电池在内的可再充电锂离子电池,这是因为与其他可再充电电池相比,锂离子电池有较高的能量密度、较高的电池电压、自放电少、周期寿命非常长,而且环保,且充电和维护简单。另外,由于其具有相对高的电压 (2.9V至4.2V),因此很多便携式产品都能用单节电池工作,从而简化了产品总体设计。C速率等于特定条件下的充电或放电电流,定义如下:I=M×Cn其中:I=充电或放电电流,单位为A;M=C的倍数或分数;C=额定容量的数值,单位为Ah;N=小时数(对应于C)。以1倍C速率放电的电池将在一个小时内释放标称的额定容量。例如,如果标称容量是1000mAhr,那么1C的放电速率对应于1000mA的放电电流,C/10的速率对应100mA的放电电流。通常生产商标定的电池容量都是指n=5时,即5小时放电的容量。例如,上述电池在200mA恒流放电时能够提供5小时的工作时间。理论上该电池在1000mA恒流放电时能够提供1小时的工作时间。然而实际上由于大电池放电时效能降低,此时的工作时间将小于1小时。 给锂离子电池充电的推荐方法是,向电池提供一个±1%限压的恒定电流,直到电池充满电,然后停止充电。用来决定电池何时充满电的方法包括:给总的充电时间定时、监视充电电流或兼用这两种方法。第一种方法采用限压恒定电流,变化范围从C/2到1C,持续2.5至3小时,使电池达到100%充电。也可以使用较低的充电电流,但是 将需要更长时间。第二种方法与第一种方法类似,只是需要监视充电电流。随着电池的充电,电压上升,这与采用第一种方法时完全相同。电池电压达到编程限压值(也称为 浮动电压)时,充电电流开始下降。电流一开始下降时,电池约充电至容量的50%至60%.浮动电压继续提供,直到充电电流降至足够低的水平(C/10至C/20),这时电池

蓄电池充电方案的分析和探讨(优.选)

蓄电池充电方案的分析和探讨 引言 新的蓄电池投入使用后,必须定期地进行充电和放电。充电的目的是使蓄电池贮存电能及时地恢复容量,以满足用电设备的需要。放电的目的是及时地检验蓄电池容量参数,及促进电极活性物质的活化反应。蓄电池充电和放电状况的好坏,将直接影响到蓄电池的电性能及使用寿命。目前对蓄电池充电的方法很多,选择科学合理的充电方法将会大大提高蓄电池的维护效果。 1 蓄电池常用的充电方法 1)恒定电流充电法 在充电过程中充电电流始终保持不变,叫做恒定电流充电法,简称恒流充电法或等流充电法。在充电过程中由于蓄电池电压逐渐升高,充电电流逐渐下降,为保持充电电流不致因蓄电池端电压升高而减小,充电过程必须逐渐升高电源电压,以维持充电电流始终不变,这对于充电设备的自动化程度要求较高,一般简陋的充电设备是不能满足恒流充电要求的。恒流充电法,在蓄电池最大允许的充电电流情况下,充电电流越大,充电时间就可以缩短。若从时间上考虑,采用此法有利的。但在充电后期若充电电流仍不变,这时由于大部分电流用于电解水上,电解液出气泡过多而显沸腾状,这不仅消耗电能,而且容易使极板上活性物质大量脱落,温升过高,造成极板弯曲,容量迅速下降而提前报废。所以,这种充电方法很少采用。 2)恒定电压充电法 在充电过程中,充电电压始终保持不变,叫做恒定电压充电法,简称恒压充电法或等压充电法。由于恒压充电开始至后期,电源电压始终保持一定,所以在充电开始时充电电流相当大,大大超过正常充电电流值。但随着充电的进行,蓄电池端电压逐渐升高,充电电流逐渐减小。当蓄电池端电压和充电电压相等时,充电电流减至最小甚至为零。由此可见,采用恒压充电法的优点在于,可以避免充电后期充电电流过大而造成极板活性物质脱落和电能的损失。但其缺点是,在刚开始充电时,充电电流过大,电极活性物质体积变化收缩太快,影响活性物质的机械强度,致使其脱落。而在充电后期充电电流又过小,使极板深处的活性物质得不到充电反应,形成长期充电不足,影响蓄电池的使用寿命。所以这种充电方法一般只适用于无配电设备或充电设备较简陋的特殊场合,如汽车上蓄电池的充电,1号至5号干电池式的小蓄电池的充电均采用等压充电法。采用等压充电法给蓄电池充电时,所需电源电压:酸性蓄电池每个单体电池为2.4~2.8V 左右,碱性蓄电池每个单体电池为1.6~2.0V左右。 3)有固定电阻的恒定电压充电

智能化锂电池充电系统

摘要 本文主要介绍的智能化锂电池充电系统是专门为锂电池设计的高端技术解决方案。该系统 适用于锂离子、镍氢、铅酸蓄电池单体及整组进行实时监控、电池均衡、充放电电压、温度监 测等,釆用了电压均衡控制、超温保护等智能化技术,是功能强大、技术指标完善的动力电池 充电管理系统【1】。 关键词:智能化锂电池恒流恒压充电系统5148051.1 弓I 言 随着社会经济的迅速发展,移动电话、数码相机、笔记本电脑等便携式电子产品的普及,消费者对电池电能要求日渐提高;人们希望在获得大容量电能的同时,能够尽量减轻重量,提 高整个电源系统的使用效率和寿命。锂电池作为上世纪九十年代发展起来的一种新型电池12】,因具有能量密度高、性能稳定、安全可靠和循环寿命长等一系列的优点,很快在便携式电子设 备中获得广泛应用,更获得了广大消费者的青睐。由此可见,设计一套高精度锂电池充电管理 系统对于锂电池应用至关重要。 1锂电池充放电原理 锂电池主要由正极活性材料、易燃有机电解液和碳负极等组件构成〖3】。因此,锂电池的安 全性能主要是由这些组件间的化学反应所决定的。 根据锂电池的结构特性,锂电池的最高充电电压应低于4.2 04】,不能过充,否则会因正 极锂离子拿走太多,发生危险。其充放电要求较高,一般采用专门的恒流恒压充电器进行充电。通常恒流充电至设定值后转入恒压充电状态,当恒压充电至0.1人以下时15】,应立即停止充电。 锂电池的放电由于内部结构所致,放电时锂离子不能全部移向正极,必须保留一部分锂离 子在负极16】,以保证下次充电时锂离子能够畅通地嵌入通道。否则电池寿命会缩短,因此在放 电时需要严格控制放电终止电压。

电动叉车铅酸蓄电池充电控制策略

电动叉车铅酸蓄电池充电控制策略 摘要:环境的污染和能源的减少使得电动叉车的发展越来越迅速,而电动叉车 的动力源是电池,应用于电动叉车[1]的电池主要以铅酸蓄电池为主,由于铅酸蓄 电池的化学特性受各个因素的影响,因此对其所使用的充电电源会有更严格的要求。充电电源主要分为两部分:电路的硬件部分和充电控制策略[2]的软件部分。 硬件部分已经很成熟,而充电控制策略会直接影响蓄电池的使用寿命。本文主要 针对充电控制策略来研究的。 关键词:电动叉车蓄电池控制策略 一、铅酸蓄电池充放电的工作原理 1.1电池的内部构造 铅酸蓄电池是一般由几个基本部分构成:正极板、负极板、隔板、电解液、 电池槽盖、极柱。它是一种能量转化系统,主要在内部发生化学变化。 铅酸蓄电池的正极和负极由正负合金板栅、正负活性物质、正极管套及添加 剂等材料组成。正极活性物质是由PbO?组成,负极活性物质是由金属Pb组成; 电解液是密度为1.280~1.295g/H?SO?水溶液(20℃);电池槽盖具有良好的耐酸性、耐温性和绝缘性,并具有良好的机械强度;极柱的作用是充放电时将电流导 入或导出电池。 1.2放电过程 蓄电池放电时是将化学能转化为电能,正极上PbO2生成 PbSO4 ,负极上Pb 生成 PbSO4。电解液中H2SO4浓度减少,电解液中H2O增加。其转变公式为: PbO2 +2H?SO?+Pb PbSO?+2H2O+PbSO? 1.3 充电过程 蓄电池充电时是将电能转化为化学能。正极上PbSO4生成PbO2,负极上PbSO4生成Pb。电解液中H2SO4浓度增加,电解液中H2O减少。其转变公式为: 2PbSO4+2H2O PbO2+Pb+2H2SO4 到了充电末期,为了使活性物质更好的反应,就要引起水的电解,正极放出 O2,负极放出H2,其公式为: 2H20 2H2 + O2 二、影响蓄电池的失效形式及原因 衡量蓄电池寿命的标准是以蓄电池充放电次数来衡量的,当蓄电池放电量达 到标称容量的80%以下时称之为寿命终止,充放电次数越多,表示电池的性能越好。不正确的充放电都会引起蓄电池的失效。失效形式主要是活性物质脱落和蓄 电池硫化。 2.1活性物质脱落 蓄电池正极板上的活性物质PbO2是金属氧化物,不具有韧性且是粉末状的,无法形成极板,只能借助栅板(网格状)使小颗粒吸附在网格上,从而形成正极板。如果活性物质受到外界因素的影响,则会损坏正极板,从而影响了蓄电池的 使用寿命。蓄电池活性物质脱落主要有以下原因: ①充电电流过大②过放电③过充电④补水不及时 2.2蓄电池硫化 对蓄电池不能及时充电、充电充不足、补水不及时以及长时间搁置不充电等 原因,使蓄电池极板的表面上会附着过量的PbSO?, PbSO?是难溶电解质阻碍了 电池内部的化学反应,长时间的累积使得正负极板上的部分硫酸铅在充电过程中

电动汽车蓄电池的充电方案

电动汽车蓄电池的充电方案 装备20 kWh蓄电池的电动汽车每行驶100 km耗电15 kWh的情况下,理论上每行驶133 km就要充一次电。若保险系数为25%的话,其最大行程只有100 km。 根据电动汽车蓄电池的不同电容量,不久的将来,市场上将会出现功率范围在3~50 kW的充电设备。基于充电速度的快慢,人们设想将充电功率提升至200kW。电动汽车的电压一般为300~700 V,而蓄电池也可以减轻电网系统的负担,改善电网供电重量。例如,利用合适的控制软件避开用电高峰时的充电,以便使电网负荷更加均衡。若停车场有很多车辆同时充电,电动汽车的蓄电池还可以用作“电网缓冲器”。必要时还可以把蓄电池中存储的电力回馈到电网中。在这种V2G(车辆到电网)的应用中,电网管理将会更加有效,可以更好地平衡用电高峰。 从电网方面来讲,目前给电动汽车充电的能源通常为230 V 16 A、3 kW的直流低压电和400 V 32 A/ 64 A、22 kW/ 44 kW的三相交流电。采用直流电充电可实现很高的充电功率。AC直流充电时,充电站中配备了把交流电转换为电动汽车所需直流电的转换装置。为提高充电性能而研发的充电设备避免了电动汽车只能在固定充电站充电的限制,使得转换成直流电的电动汽车动力能够经过充电电缆方便地把直流驱动动力传输到电动汽车的蓄电池中,而车辆只需配备充电保护和充电监控装置即可。 性能可靠的16 A家用充电设施的充电功率已经达到了大约3 kW的水

平。容量为30 kWh蓄电池的充电时间只需8 h,充满电后可连续行驶200km。这一最大行驶里程对于通常市内驾驶基本足够。若长途行驶,则应及时再次充电,可使用的充电设备包括家用充电设备和专用充电电缆等。电缆中有用于传送数据的导线,也有用于传送电力的导线和电缆识别的导线。根据充电时是否有通信需求,可以规定不同的充电工作方式。 在22/44 kW的柱式充电站中,电动汽车可在90/45 min内完成充电,但快速充电给蓄电池带来的负担较重,如蓄电池中的功率损耗增大、发热以及使用寿命缩短等。各个充电站都是按照IEC标准提出的不同要求进行建造的。这些要求都是根据充电站运用管理者的经营模式提出来的。这一基于有利于用户使用、有着很高的日常使用可靠性的解决方案还应在实践中接受检验。 另一种电动汽车电力能源补充的方法是更换蓄电池,即用已经充满电的蓄电池换下需要充电的整块蓄电池。Better Place公司提供的这一解决方案有着很短的蓄电池更换时间,可保持原有的燃油加油站,但这需要型号规格统一的标准化蓄电池,对车辆的个性化设计也有很大的限制。另外,原来的加油站也要投资购置蓄电池更换时所需的操作仪器和设备。而把电动汽车的充电和蓄电池更换两种方式结合在一起的电力补充方式,将是一种不错的电力能源补充模式:它既可满足每天行驶100km左右的市内行驶,也可满足长途行驶。 与使用电缆充电技术相比,感应充电技术的最大优点是有利于用户的使用。在充电时无需电缆,蓄电池无需接触即可完成充电。这就省略

锂电池的正确充电方法

锂电池的正确充电方法 随意充电对锂离子电池没有任何坏处,而经常把电放光才是对电池的损害。下面是调研到锂电池充电方法的一些观点供大家参考: 1. 锂电池无论用不用,”保质期”为3年,三年后衰减很快。还有一个就是full charge cycle,大约400-500次后衰减很快。就是看你先用到3年还是先充到次数。如何为新电池充电:在使用锂电池中应注意的是,电池放置一段时间后则进入休眠状态,此时容量低于正常值,使用时间亦随之缩短。但锂电池很容易激活,只要经过3—5次正常的充放电循环就可激活电池,恢复正常容量。 2. 锂电池除了怕低电量,还怕的一点就是过热,尤其是充电的时候。如果你的套套散热很差,充电时发热,最好在充电时把套拿下。锂电池(或iphone)长期不用的保存方法是充电至40%后放冰箱里,但切记不要冷冻。 3 . 不要总等到电耗光再充电,这会加快它的损耗。锂电池处于低电量时损耗比较大,长期处于40%-60%电量可以使它最长寿,但是对于经常使用的设备,这是不可能的,不过你可以让它总处于100%,也就是经常充电,冲完了不拔。它不会过充,而且这时使用的是电源的电,电池不会浪费charge cycle,所以有利于延长寿命。你只需每月满充满放一次,这是为了校准电池标尺。当出现电池电量过低提示时,应该尽量及时开始充电。 4. 充电时可以使用,有人说充电时使用会导致充电慢,是不是电池在一边放电一边充电啊?其实不是,手机里有两个电路,一个给电池充电,一个直接通过ac给机器供电。充电慢是因为一部分电流供机器使用了,所以充电的电流就小了,usb充电时尤其明显,因为其电流本身很小。不过值得注意的是,小电流慢充电反而是锂电池喜欢的充电方式,这样产生的热量小,更有利于它的寿命。另外,不要在充电时玩游戏或者其他大负荷使用!原因不是耗电大,而是同2,会产生大的热量,从而减少电池寿命。一般上上网,发发信息没问题,长时间握在手里打电话也不好,建议用耳机。 5. 充完电后接在电源上使用不会对电池造成任何伤害,因为它是通过电源直接供电的,这样减少了充电次数反而还有利于延长电池寿命。很多人会反驳说,我的笔记本一直插电源,结果一年后电池就完蛋了。笔记本跟手机不同,这种情况往往是由于热量导致的,散热不好的笔记本,电池寿命下降很快,即使你不用它。如果你总是接着电源玩游戏,可能会因为电源供电产生热量高而导致手机过热,这样也不好,总之只要不过热,就不会有问题,你完全可以在出门之前一直插着电源。 6. 总是在电池高于90%但低于100%时接电源充电也不好,即总是“topping off”。thinkpad的笔记本有个机制,可以让电池在90%以上时不充电。如果iphone 也有一个充电开关就好了,我们就可以放心的长期使用外电了。电池在80%-20%时连续充电到满都是完全没有问题的。 7. 通宵充电完全没有坏处,因为你没有在用它,它不会产生热量。不过iphone待机做的非常好,我越狱后装了很多系统软件的3gs一晚上待机只消耗1%-2%,所以不插电也不会有太多电池损耗;但充电器插一晚上倒是会热点。 警惕所谓的:“涓流充电” 1. 电量在20%左右的时候即可开始充电,不要故意强制把电池的电放完。

基于单片机的锂离子电池充电系统设计方案

济南大学泉城学院毕业设计方案 题目基于单片机的锂离子电池 充电系统设计 专业电气工程及其自动化 班级1301班 学生姚良洁 学号2013010873 指导教师张兴达魏志轩 二〇一七年四月十日

学院工学院专业电气工程及其自动化 学生姚良洁学号2013010873 设计题目基于单片机的锂离子电池充电系统设计 一、选题背景与意义 1. 国内外研究现状 自90年代以来,中国正日趋成为世界上最大的电池生产国和最大的电池消耗国。随着科技的发展,人们对身边电子产品的数字化、自动化和效率的要求越来越高。便携式电池成为用户的首选,随着各式各样的电池出现,用户在选用电池时,在考虑到电池的环保、性价比的同时,更加注重电池的便携性。正因为锂离子电池具有高的体积比能量和环保性能,符合当前世界电池技术的发展趋势,逐渐成为市场的主流[1]。我国锂电池行业的年增长率已超过20%,2016年电池总体需求量达到50亿块左右。可见,在当前和今后相当一段时间,锂电池将成为我国电池工业的龙头。 虽然我国已是仅次于日本的锂离子电池生产大国,市场增长空间巨大,但并非强国,在全球锂离子电池产业仍处于低端。随着手机用户的日益增多,如何保养手机也成为了众多手机使用者面临的一个实际问题,而手机电池作为手机的一个重要组成部分,直接影响了使用寿命和性能。智能手机的屏幕越来越大,功能越来越多,现有的锂离子电池产品越来越难以满足需求,选择合适的充电器,可以延长我们的手机锂离子电池的使用寿命。 现阶段消费者除了通过原厂配备的充电器给便携式设备充电之外,普遍采用的是通过移动电源来补充电池的电量。根据日本矢野经济研究所的预测,锂离子电池正以53.33%的年增长率快速取代传统的镍铬镍氢电池市场。目前国内移动电源市场上主要的品牌有小米、爱国者、品胜、华为等,国外市场比较知名的品牌有BOOSTCASE、MALA 等。移动电源市场在近几年得到了很大的发展,市场中出现了各式各样的品牌。与此同时,在移动电源产品中也存在很多需要解决的问题。比如:自身充电所需时间过长,USB输出电压不稳定,电能转化效率不高,输出保护较为单一,输出大电流时散热性能不好等。相较于国外而言,国内的锂电池智能充电系统性能欠佳,还需要加大研究力度[2]。 2. 选题的目的及意义 近几年来,便携式电子产品的迅猛发展促进了电池技术的更新换代。其中锂离子电池以其重量轻、储能大、功率大、无记忆效应、无污染、自放电系数小、循环寿命长等优点,脱颖而出,迅速成为市场的主流。锂电池是20世纪末才出现的绿色高效能可充电电池,目前随着锂离子电池的推广及大量应用,锂离子电池深受社会和用户的欢迎[3]。目前已广泛应用于手机、笔记本电脑、数码相机及众多的便携式设备,其中笔记本电脑占23%,手机占50%,为最大领域。电子、

锂电池充电保护方案计划

方案一:BP2971 电源管理芯片 特点 ·输入电压区间(Pack+):Vss-0.3V~12V ·FET 驱动 CHG和DSG FET驱动输出 ·监测项 过充监测 过放监测 充电过流监测 放电过流监测 短路监测 ·零充电电压,当无电池插入 ·工作温度区间:Ta= -40~85℃ ·封装形式: 6引脚DSE(1.50mm 1.50mm 0.75mm) 应用 ·笔记本电脑 ·手机 ·便携式设备 绝对最大额定值 ·输入电源电压:-4.5V~7V

·最大工作放电电流:7A ·最大充电电流:4.5A ·过充保护电压(OVP):4.275V ·过充压延迟:1.2s ·过充保护电压(释放值):4.175V ·过放保护电压(UVP):2.8V ·过放压延迟:150ms ·过放保护电压(释放值):2.9V ·充电过流电压(OCC):-70mV ·充电过流延迟:9ms ·放电过流电压(OCD):100mV ·放电过流延迟:18ms ·负载短路电压:500mV ·负载短路监测延迟:250us ·负载短路电压(释放值):1V 典型应用及原理图

图1:BP2971应用原理图 引脚功能 NC(引脚1):无用引脚。 COUT(引脚2):充电FET驱动。此引脚从高电平变为低电平,当过充电压被V-引脚所监测到 DOUT(引脚3):放电FET驱动。此引脚从高电平变为低电平,当过放电压被V-引脚所监测到 VSS (引脚4):负电池链接端。此引脚用于电池负极的接地参考电压 BAT(引脚5):正电池连接端。将电池的正端连接到此管脚。并用0.1uF的输入电容接地。 V-(引脚6):电压监测点。此引脚用于监测故障电压,例如过冲,过放,过流

电动车铅酸电池的正确使用和充电方法

电动车铅酸蓄电池的正确使用、维护保养和充电方法 蓄电池/电瓶是电动自行车的动力源,又是一种易耗品,并且价格较高,因此使蓄电池保持良好的工作状态,延长其使用寿命,无论从环保或经济角度讲,都有很大的实用价值。以下是蓄电池的一些保养方法(下面是从普通电动车用户角度讲,对维修以及电池本身的质量精品文档,你值得期待 我们在这里不讲述,读者可以参考我们后面的讲解或其他资料): 1、新购回来的电动车应先充足电再使用。因为许多电动车在商店已搁置了几个月,甚至半年以上,所以必须先充足电后再使用,充足电后最好不要立即使用,需静置十分钟左右。 2、电瓶拿下来充电,安装的时候,电瓶在电动自行车上安装要牢固,以防骑行时电瓶受振动损害。 电池在搬运中,禁止摔掷、滚翻、重压。 3、经常清除电瓶盖上的灰尘、污物,注意保持电瓶干燥、清洁,以防电瓶自行放电。 4、绝对不能让电瓶长期处于电量不足的状态,并且要养成每天晚上为电瓶充电的良好习惯。长期不用,应该充满电,放置阴凉干燥处,并定期充电(一般10天)。 5、电动自行车刚起动时,要用脚踏(无脚踏的可以用脚推地面的方式)帮助起动,上坡时候,用脚踏帮助电动车上坡,以免放电电流过大而损坏电瓶。 6、骑行时,要注意不能让电瓶过放电,蓄电池放电到终止电压后,继续放电称为过放电。过放电容易引起电瓶严重亏电,从而大大地缩短其使用寿命。所以蓄电池使用时应尽量避免深度放电,做到浅放勤充,一般情况应做到:蓄电池以放电深度为50%时充一次电最佳。电动自行车上一般都设有欠压保护功能,当电瓶电量显示器只有一只显示灯亮时,应该关闭电源,使用脚踏,并尽量尽可能快对电瓶进行充电,以免电瓶过放电。 蓄电池放电到终止电压时内阻较大,电解液浓度非常稀薄,特别是极板孔内及表面几乎处于中性,过放电时内阻有发热倾向,体积膨胀,放电电流较大时,明显发热甚至出现发热变形,这时硫酸铅浓度特别大,生存晶枝短路的可能性增大,况且此时硫酸铅会结晶成较大颗粒,即形成不可逆硫酸盐化,将进一步增大内阻,充电恢复能力很差,甚至无法修复。 蓄电池使用时应防止过放电,采取“欠压保护”是很有效的措施。另外,由于电动车“欠压保护”是由控制器控制的,但控制器以外的其他一些设备如电压表、指示灯等耗电电器是由蓄电池直接供电的,其电源的供给一般不受控制器控制,电动车锁开关一旦合上就开始用电。虽然电流小,但若长时间放电1-2周就会出现过放电。因此,不得长时间开锁,不用时应立即关掉。 7、避免过充电,当充电器显示充满就停止充电,不能一充电就一夜甚至几天。过充电会促使极板活性物质硬化脱落,并产生失水和蓄电池变形。蓄电池在高温季节运行,主要存在过充电的问题。因此,夏天应尽量降低蓄电池温度,保证良好的散热,防止在烈日暴晒后即充电,并应远离热源。 避免过充电,另外要选择充电器参数要与蓄电池良好匹配,要充分了解蓄电池在高温季节的运行状况,以及整个使用寿命期间的变化情况。使用时不要将蓄电池置于过热环境中,特别是充电时应远离热源。蓄电池受热后要采取降温措施,待蓄电池温度恢复正常时方可进行充电。蓄电池的安装位置应尽可能保证良好散热,发现过热时应停止充电,应对充电器和蓄电池进行检查。蓄电池放电深度较浅时或环境温度偏高时应缩短充电时间。 8、避免长期亏电,长期亏电会使极板硫化。在低温情况下,充电主要存在充电接受能力差、充电不足造成电池亏电的问题。低温时应采取保温防冻措施,特别是充电时应放在温暖的环境中,有利于保证充足电,防止不可逆硫酸盐化的产生,延长蓄电池的使用寿命。

最新锂电池充电系统说明书

总线型锂电池充电系统设计说明书 2012年8月 天津大学电气与自动化工程学院

目录 第一章技术规范和要求 (2) 第二章系统概述 (3) 第三章各模块功能实现 (5) 第四章性能和技术保障 (12) 第五章项目实施和产品报价 (13)

第一章技术规范和要求 一、技术指标 1.运行环境条件:海拔小于2500m(室内/室外),环境温度-40℃~+55℃; 相对湿度≤95%; 2.运输和贮存环境条件:海拔小于3500m(室内/室外)温度-45℃~+80℃; 相对湿度≤95%; 3.防护等级:IP45; 4.输入电源:180V~250V,50±5Hz; 5.单模块技术指标:输出电压0~7V,输出电流20A,效率>0.9,纹波<100mv; 6.输入输出隔离电压Vrms≥3500V/1mA 1min。 二、电源充电指标 1.采取全并充充电模式;具备恒流、恒压和限流充电功能; 2.充电电流3A~7A;控制精度±0.2A;检测精度±0.05A,恒流充电电流值 可以在其允许的范围内任意设置(设置的最小单位为0.05A); 3.单体电池恒压充电值为3V至 4.15V,精度为±0.02V,恒压充电电压值可 以在其允许的范围内任意设置(设置的最小单位为0.02V); 4.截止充电电流值为0.5A,截止充电电压值为4.17V,截止充电时间为1-8h 可设定; 5.充电机具备双总线通讯接口,可冗余通讯故障,通过配套的控制软件和上 位计算机通讯。上位计算机软件可以获取电池组各单体每次充电的充电时间、电流、单体电压、充电量等各种信息。 三、技术规范 1.HJB68-92 《舰艇电子装备显控台,机箱,机柜通用规范》 2.QJ201A-99 《印制电路板通用规范》 3.QJ165A-95 《航天电子电气产品安装通用技术要求》 4.GB2421 《电工电子产品基本环境试验规程总则》 5.JB/TS234-91 《工业控制计算机系统验收大纲》 6.GB/T15532-2008 《计算机软件单元测试》

智能锂电池充电管理方案

智能锂电池充电管理方案(1) 2012-07-30 21:59:37 来源:21ic 关键字:智能锂电池充电管理 1 引言 锂离子电池是上世纪九十年代发展起来的一种新型二次电池。由于锂离子电池具有能量密度高和循环寿命长等一系列的优点,因此很快在便携式电子设备中获得广泛应用,也获得了锂电池生产商的青睐。 锂离子电池主要由正极活性材料,易燃有机电解液和碳负极等构成。因此,锂离子电池的安全性主要是由这些组件间的化学反应引起。 在使用中,根据锂电池的结构特性,最高充电终止电压应低于4.2 V,绝对不能过充,否则会因正极锂离子拿走太多,产生危险。其充放电要求较高,一般应采用专门的恒流、恒压充电器进行充电。通常恒流充电至设定值后转入恒压充电,当恒压充电至0.1 A 以下时,应停止充电。 锂电池的放电由于内部结构所致,放电时锂离子不能全部移向正极,必须保留一部分锂离子在负极,以保证下次充电时锂离子能够畅通地嵌入通道。否则,电池寿命会缩短,因此在放电时需要严格控制放电终止电压。 因此,设计一套高精度锂离子充电管理系统对于锂离子电池应用是至关重要的。本文介绍的智能化锂电池充电系统是专门为锂电池设计的高端技术解决方案。该系统适用于锂离子/镍氢/铅酸蓄电池单体及整组进行实时监控、电池均衡、充放电电压、温度监测等,采用了电压均衡控制、超温保护等智能化技术,是功能强大、技术指标完善的动力电池充电管理系统。 2 系统构成与设计 充电系统主要由n 个(可扩充)充电模块和上位PC 机监控软件组成。支持充电过程编程,可按恒流充电、恒压充电等多种工况进行相应组合设置工作步骤,除了具有硬件过压过流保护,还允许用户定义每个通道的过电压、过电流等参数值,具备数据采集、存储、通讯及分析功能,具有掉电保护功能,不丢失数据。另外还配置锂电池管理系统,它主要由充电机、主控单元、数采单元和人机界面组成,硬件组成框图如图1 所示。

智慧充电桩方案

智能充电桩实施方案 1.产品介绍 电瓶车智能充电桩是结合物联网、互联网、大数据平台等,实现全程实时电表级精 度的监控充电终端电流、电压、功率配电设备、温度、火灾自动报警、设备异常等各种 状态信息。对接消防、公安、政府数据平台,实现数据联动。用户、社区、城市充电数据构成完整的自动化及管理系统,为政府提供价值性的数据。智能充电移动端:包括 微信公众号,用户端APP 和运维管理 APP。 运营商和用户可在微信端快速方便查看电瓶车充电情况,发生异常时也会及时推送 异常信息。 2.系统功能 灭弧式充电短路保护功能 电动自行车经长期风吹日晒,线路容易老化破损,容易引发短路,丁丁充电站特有的短路保护功 能,可以避免短路点产生危险性电弧火花,从源头上杜绝短路火灾发生的可能性。

充电线路接触不良监测功能 电动自行车长期颠簸后内部线缆接头容易松动,容易引发接触不良打弧故障,丁丁充电站具有接 触不良打火监测功能,在监测到接触不良故障后,能及时发出报警信号。 充满自动断电功能 传统的充电站,如果投币购买了 4 个小时的充电服务,实际上如果 2 个小时电池就充满了的话,那么后 2 个小时内还是会持续充电的,导致“过充现象”,易发生电气火灾,而丁丁充电站通过实时检测充电电流值,可以实现充满电后,自动断电。 自动识别充电物品 丁丁充电站会对每个充电口进行实时监测,发现充电电流大小及特征与电动自行车充电电流不匹配时,会切断电源,不予充电。防止大功率等非电动自行车用电设备接入。 充电电瓶异常断电功能 丁丁充电站能实时采集充电电流数值并与云端存储的正常的电动自行车电瓶的充电电流波形进 行实时比对,当发现充电电流异常时,能发出提示,提醒用户对电瓶进行检修。 APP 物业监管及 24 小时服务中心监管功能 丁丁充电站实时监测每个充电回路的电流、温度等参数,在发生短路、接触不良、过载、充电异 常、超温等电气安全故障时,可以将报警信息实时传输到我们的手机 APP和 WEB 端,并且我们还设立了 7x24 小时监控服务中心,如果出现了紧急故障或电气安全报警,我们会在第一时间通 知物业管理人员,让他们及时排查检修。 更人性化的收费模式 用户可通过扫描二维码的方式进行查询、充值并接收提示消息,支持手机微信、支付宝等主流第 三方支付软件的线上支付功能,合理收费,满足不同人群的支付需求 3.产品参数 项目参数/指标

蓄电池的充电方法

铅酸蓄电池充电方法的研究 铅酸蓄电池由于其制造成本低,容量大,价格低廉而得到了广泛的使用。但是,若使用不当,其寿命将大大缩短。影响铅酸蓄电池寿命的因素很多,而采用正确的充电方式,能有效延长蓄电池的使用寿命。 研究发现:电池充电过程对电池寿命影响最大,放电过程的影响较少。也就是说, 绝大多数的蓄电池不是用坏的,而是“充坏”的。由此可见,一个好的充电器对 蓄电池的使用寿命具有举足轻重的作用。 1蓄电池充电理论基础 上世纪60年代中期,美国科学家马斯对开口蓄电池的充电过程作了大量的试验研 究,并提出了以最低出气率为前提的,蓄电池可接受的充电曲线,如图1所示。 实验表明,如果充电电流按这条曲线变化,就可以大大缩短充电时间,并且对电 池的容量和寿命也没有影响。原则上把这条曲线称为最佳充电曲线,从而奠定了 快速充电方法的研究方向[1,2]。 图1最佳充电曲线 由图1可以看出:初始充电电流很大,但是衰减很快。主要原因是充电过程中产生了极化现象。在密封式蓄电池充电过程中,内部产生氧气和氢气,当氧气不能被及时吸收时,便堆积在正极板(正极板产生氧气),使电池内部压力加大,电池温度上升,同时缩小了正极板的面积,表现为内阻上升,出现所谓的极化现象。 蓄电池是可逆的。其放电及充电的化学反应式如下: 很显然,充电过程和放电过程互为逆反应。可逆过程就是热力学的平衡过程,为保障电池能够始终维持在平衡状态之下充电,必须尽量使通过电池的电流小一些。理想条件是外加电压等于

电池本身的电动势。但是,实践表明,蓄电池充电时,外加电压必须增大到一定数值才行,而这个数值又因为电极材料,溶液浓度等各种因素的差别而在不同程度上超过了蓄电池的平衡电动势值。在化学反应中,这种电动势超过热力学平衡值的现象,就是极化现象。 一般来说,产生极化现象有3个方面的原因。 1)欧姆极化充电过程中,正负离子向两极迁移。在离子迁移过程中不可避免地受到一定的阻力,称为欧姆内阻。为了克服这个内阻,外加电压就必须额外施加一定的电压,以克服阻力推动离子迁移。该电压以热的方式转化给环境,出现所谓的欧姆极化。随着充电电流急剧加大,欧姆极化将造成蓄电池在充电过程中的高温。 2)浓度极化电流流过蓄电池时,为维持正常的反应,最理想的情况是电极表面的反应物能及时得到补充,生成物能及时离去。实际上,生成物和反应物的扩散速度远远比不上化学反应速度,从而造成极板附近电解质溶液浓度发生变化。也就是说,从电极表面到中部溶液,电解液浓度分布不均匀。这种现象称为浓度极化。 3)电化学极化这种极化是由于电极上进行的电化学反应的速度,落后于电极上电子运动的速度造成的。例如:电池的负极放电前,电极表面带有负电荷,其附近溶液带有正电荷,两者处于平衡状态。放电时,立即有电子释放给外电路。电极表面负电荷减少,而金属溶解的氧化反应进行缓慢Me-e→Me+,不能及时补充电极表面电子的减少,电极表面带电状态发生变化。这种表面负电荷减少的状态促进金属中电子离开电极,金属离子Me+转入溶液,加速Me-e→Me +反应进行。总有一个时刻,达到新的动态平衡。但与放电前相比,电极表面所带负电荷数目减少了,与此对应的电极电势变正。也就是电化学极化电压变高,从而严重阻碍了正常的充电电流。同理,电池正极放电时,电极表面所带正电荷数目减少,电极电势变负。 这3种极化现象都是随着充电电流的增大而严重。 2充电方法的研究 2.1常规充电法 常规充电制度是依据1940年前国际公认的经验法则设计的。其中最著名的就是“安培小时规则”:充电电流安培数,不应超过蓄电池待充电的安时数。实际上,常规充电的速度被蓄电池在充电过程中的温升和气体的产生所限制。这个现象对蓄电池充电所必须的最短时间具有重要意义。 一般来说,常规充电有以下3种。 2.1.1恒流充电法 恒流充电法是用调整充电装置输出电压或改变与蓄电池串联电阻的方法,保持充电电流强度不变的充电方法,如图2所示。控制方法简单,但由于电池的可接受电流能力是随着充电过程的进行而逐渐下降的,到充电后期,充电电流多用于电解水,产生气体,使出气过甚,因此,常选用阶段充电法。

电动叉车铅酸蓄电池充电控制策略 许利利

电动叉车铅酸蓄电池充电控制策略许利利 摘要:环境的污染和能源的减少使得电动叉车的发展越来越迅速,而电动叉车 的动力源是电池,应用于电动叉车[1]的电池主要以铅酸蓄电池为主,由于铅酸蓄 电池的化学特性受各个因素的影响,因此对其所使用的充电电源会有更严格的要求。充电电源主要分为两部分:电路的硬件部分和充电控制策略[2]的软件部分。 硬件部分已经很成熟,而充电控制策略会直接影响蓄电池的使用寿命。本文主要 针对充电控制策略来研究的。 关键词:电动叉车蓄电池控制策略 一、铅酸蓄电池充放电的工作原理 1.1电池的内部构造 铅酸蓄电池是一般由几个基本部分构成:正极板、负极板、隔板、电解液、 电池槽盖、极柱。它是一种能量转化系统,主要在内部发生化学变化。 铅酸蓄电池的正极和负极由正负合金板栅、正负活性物质、正极管套及添加 剂等材料组成。正极活性物质是由PbO?组成,负极活性物质是由金属Pb组成; 电解液是密度为1.280~1.295g/H?SO?水溶液(20℃);电池槽盖具有良好的耐酸性、耐温性和绝缘性,并具有良好的机械强度;极柱的作用是充放电时将电流导 入或导出电池。 1.2放电过程 蓄电池放电时是将化学能转化为电能,正极上PbO2生成 PbSO4 ,负极上Pb 生成 PbSO4。电解液中H2SO4浓度减少,电解液中H2O增加。其转变公式为: PbO2 +2H?SO?+Pb PbSO?+2H2O+PbSO? 1.3 充电过程 蓄电池充电时是将电能转化为化学能。正极上PbSO4生成PbO2,负极上PbSO4生成Pb。电解液中H2SO4浓度增加,电解液中H2O减少。其转变公式为: 2PbSO4+2H2O PbO2+Pb+2H2SO4 到了充电末期,为了使活性物质更好的反应,就要引起水的电解,正极放出 O2,负极放出H2,其公式为: 2H20 2H2 + O2 二、影响蓄电池的失效形式及原因 衡量蓄电池寿命的标准是以蓄电池充放电次数来衡量的,当蓄电池放电量达 到标称容量的80%以下时称之为寿命终止,充放电次数越多,表示电池的性能越好。不正确的充放电都会引起蓄电池的失效。失效形式主要是活性物质脱落和蓄 电池硫化。 2.1活性物质脱落 蓄电池正极板上的活性物质PbO2是金属氧化物,不具有韧性且是粉末状的,无法形成极板,只能借助栅板(网格状)使小颗粒吸附在网格上,从而形成正极板。如果活性物质受到外界因素的影响,则会损坏正极板,从而影响了蓄电池的 使用寿命。蓄电池活性物质脱落主要有以下原因: ①充电电流过大②过放电③过充电④补水不及时 2.2蓄电池硫化 对蓄电池不能及时充电、充电充不足、补水不及时以及长时间搁置不充电等 原因,使蓄电池极板的表面上会附着过量的PbSO?, PbSO?是难溶电解质阻碍了 电池内部的化学反应,长时间的累积使得正负极板上的部分硫酸铅在充电过程中

(完整版)了解一下锂电池充电IC的选择方案

随着手持设备业务的不断发展,对电池充电器的要求也不断增加。要为完成这项工作而选择正确的集成电路 (IC),我们必须权衡几个因素。在开始设计以前,我们必须考虑诸如解决方案尺寸、USB标准、充电速率和成本等因素。必须将这些因素按照重要程度依次排列,然后选择相应的充电器IC。本文中,我们将介绍不同的充电拓扑结构,并研究电池充电器IC的一些特性。此外,我们还将探讨一个应用和现有的解决方案。 锂离子电池充电周期 锂离子电池要求专门的充电周期,以实现安全充电并最大化电池使用时间。电池充电分两个阶段:恒定电流 (CC) 和恒定电压 (CV)。电池位于完全充满电压以下时,电流经过稳压进入电池。在CC模式下,电流经过稳压达到两个值之一。如果电池电压非常低,则充电电流降低至预充电电平,以适应电池并防止电池损坏。该阈值因电池化学属性而不同,一般取决于电池制造厂商。一旦电池电压升至预充电阈值以上,充电便升至快速充电电流电平。典型电池的最大建议快速充电电流为1C(C=1 小时内耗尽电池所需的电流),但该电流也取决地电池制造厂商。典型充电电流为~0.8C,目的是最大化电池使用时间。对电池充电时,电压上升。一旦电池电压升至稳压电压(一般为4.2V),充电电流逐渐减少,同时对电池电压进行稳压以防止过充电。在这种模式下,电池充电时电流逐渐减少,同时电池阻抗降低。如果电流降至预定电平(一般为快速充电电流的10%),则终止充电。我们一般不对电池浮充电,因为这样会缩短电池使用寿命。图1 以图形方式说明了典型的充电周期。 线性解决方案与开关模式解决方案对比 将适配器电压转降为电池电压并控制不同充电阶段的拓扑结构有两种:线性稳压器和电感开关。这两种拓扑结构在体积、效率、解决方案成本和电磁干扰 (EMI) 辐射方面各有优缺点。我们下面介绍这两种拓扑结构的各种优点和一些折中方法。 一般来说,电感开关是获得最高效率的最佳选择。利用电阻器等检测组件,在输出端检测充电电流。充电器在CC 模式下时,电流反馈电路控制占空比。电池电压检测反馈电路控制CV 模式下的占空比。根据特性集的不同,可能会出现其他一些控制环路。我们将在后面详细讨论这些环路。电感开关电路要求开关组件、整流器、电感和输入及输出电容器。就许多应用而言,通过选

锂电池正确充电方法

友情提示:电池完全放电会严重影响电池的使用寿命,我们强烈建议您选购第2块电池更换使用! 目前我国市场上的手机所使用的电池已经从镍氢镍镉电池向锂电池完成了过渡,但大部分人使用锂电池的方法还停留在使用镍氢镍镉电池的旧的错误的方法上。本文详细说明了目前使用最广泛的电池锂电池的正确使用方法,对使用误区的人数进行了抽样统计,重点说明的手机锂电池前三次充电正确方法。 引言 锂离子电池自1990年问世以来,因其卓越的性能得到了迅猛的发展,并广泛地应用于民用。锂离子电池以其它电池所不可比拟的优势迅速占领了许多领域,象大家熟知的移动电话、笔记本电脑、小型摄像机等等,且越来越多的国家将该电池应用于军事用途。应用表明,锂离子电池是一种理想的小型绿色电源。 我们经常说的锂离子电池的优越性是针对于传统的镍镉电池(Ni/Cd)和镍氢电池(Ni/MH)来讲的。具有工作电压高比能量大循环寿命长自放电率低无记忆效应等优点。 目前锂电池公认的基本原理是所谓的“摇椅理论”。锂电池的冲放电不是通过传统的方式实现电子的转移,儿时通过锂离子在层壮物质的晶体中的出入,发生能量变化。在正常冲放电情况下,锂离子的出入一般只引起层间距的变化,而不会引起晶体结构的破坏,因此从冲放电反映来讲,锂离子电池是一种理想的可逆电池。在冲放电时锂离子在电池正负极往返出入,正像摇椅一样在正负极间摇来摇去,故有人将锂离子电池形象称为摇椅电池。 锂电池日常使用过程中的误区。对于锂电池的“激活”问题,众多的说法是:充电时间一定要超过12小时,反复做三次,以便激活电池。这种“前三次充电要

充12小时以上”的说法,明显是从镍电池(如镍镉和镍氢)延续下来的说法。所以这种说法,可以说一开始就是误传。经过抽样调查,可以看出有相当一部分人混淆了两种电池的充电方法。 锂电池和镍电池的充放电特性有非常大的区别,所查阅过的所有严肃的正式技术资料都强调过充和过放电会对锂电池、特别是液体锂离子电池造成巨大的伤害。因而充电最好按照标准时间和标准方法充电,特别是不要进行超过12个小时的超长充电。 通常,手机说明书上介绍的充电方法,就是适合该手机的标准充电方法。 此外,锂电池的手机或充电器在电池充满后都会自动停充,并不存在镍电充电器所谓的持续10几小时的“涓流”充电。也就是说,如果你的锂电池在充满后,放在充电器上也是白充。而我们谁都无法保证电池的充放电保护电路的特性永不变化和质量的万无一失,所以你的电池将长期处在危险的边缘徘徊。这也是我们反对长充电的另一个理由。 关于锂离子电池充放电循环的实验表,关于循环寿命的数据列出如下: 循环寿命 (10%DOD):>1000次 循环寿命 (100%DOD):>200次 其中DOD是放电深度的英文缩写。从表中可见,可充电次数和放电深度有关,10%DOD时的循环寿命要比100%DOD的要长很多。当然 如果折合到实际充电的相对总容量:10%*1000=100,100%*200=200,后者的完全充放电还是要比较好一些。但是锂电池的寿命主要体现在充放电周期上,这个周期是一个绝对概念,上次使用了30%电力,充

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