快速脉冲充电技术的研究

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镉镍蓄电池的快速充电技术与充电效率研究

镉镍蓄电池的快速充电技术与充电效率研究镉镍蓄电池是一种常见的二次电池，广泛应用于无线通信、电动工具、应急供电等领域。

然而，其充电时间长、充电效率低的问题一直困扰着用户。

为了解决这一问题，科学家们进行了广泛的研究，致力于开发出快速充电技术，并提高充电效率。

快速充电技术是指在短时间内实现电池充电量的大幅提升。

过去，常规的充电方式是采用恒流充电或恒压充电的单一模式进行充电，导致电池的充电时间较长。

为了缩短充电时间，科学家们提出了一种“多段快速充电法”，即将充电时间分成不同的阶段，每个阶段使用不同的充电模式，从而充分利用电池的特性，提高充电速度。

一种常见的多段快速充电法是恒流充电与恒压充电的结合。

在开始充电时，采用恒流充电模式，以最大电流充入电池，直到达到预设的电压值。

接下来，转变为恒压充电模式，持续保持电压值不变，直到电池的充电量达到设定的目标。

这种方法利用了恒流充电的快速充电优势，同时采用恒压充电来保持电池的稳定性和安全性。

除了多段快速充电法，还有一种被广泛研究和应用的快速充电技术是脉冲充电法。

脉冲充电法是通过间歇性的脉冲电流来实现快速充电。

在充电过程中，每次给电池供给较大的脉冲电流，然后暂停一段时间，让电池得到休息。

这种交替的充电方式可以有效地提高电池的充电速度，避免过热和损坏电池的风险。

不过，脉冲充电法对充电设备的控制要求相对较高，需要精确控制脉冲时间和脉冲电流的大小，以确保充电的安全性和效率。

此外，还有一些研究致力于改进电池材料以提高充电效率。

例如，通过改变蓄电池的内电阻和电解液的流动性，可以降低充电过程中的电阻损耗，提高充电效率。

此外，改变电池的电极材料和结构，以提高电荷传输速率，也可以有效地提高充电效率。

在研究快速充电技术和充电效率的过程中，还需要考虑充电过程对镉镍蓄电池寿命的影响。

快速充电可能会导致电池的温度升高和内部压力增加，从而加速电池的老化和寿命减少。

因此，在选择快速充电模式和优化充电参数时，需要综合考虑充电速度和电池的安全性、稳定性和寿命。

脉冲充电器原理

脉冲充电器原理脉冲充电器是一种高效、节能的充电设备，它利用脉冲技术对电池进行充电，相比传统充电方式，脉冲充电器具有更快的充电速度和更长的电池使用寿命。

那么，脉冲充电器的原理是什么呢？首先，我们来了解一下脉冲充电器的工作原理。

脉冲充电器通过控制充电电流和电压的脉冲信号，使电池在充电过程中不断地进行充放电循环，以达到更高效的充电效果。

在脉冲充电器中，通过改变充电电流和电压的脉冲信号的频率、占空比和幅值等参数，来控制电池的充电过程，从而实现更快速、更高效的充电效果。

其次，脉冲充电器的原理主要包括脉冲充电、脉冲放电和脉冲调制等几个方面。

脉冲充电是指在充电过程中，通过脉冲信号控制充电电流和电压的变化，使电池在短时间内吸收更多的电能，从而实现快速充电的效果。

脉冲放电则是在充电完成后，通过脉冲信号控制放电电流和电压的变化，使电池在放电过程中能够释放更多的电能，从而提高电池的使用寿命。

脉冲调制则是通过改变脉冲信号的频率、占空比和幅值等参数，来控制充电过程中的电流和电压变化，从而实现更精准的充电控制。

此外，脉冲充电器的原理还涉及到脉冲充电器的控制电路和控制算法。

脉冲充电器的控制电路主要包括脉冲发生器、脉冲调制器、功率放大器等部分，通过这些电路来实现对充电电流和电压的精确控制。

而脉冲充电器的控制算法则是通过对脉冲信号的频率、占空比和幅值等参数进行精确计算和控制，来实现对充电过程的精准调控。

总的来说，脉冲充电器的原理是通过控制充电电流和电压的脉冲信号，来实现对电池充电过程的精确控制，从而实现更快速、更高效的充电效果。

脉冲充电器的原理涉及到脉冲充电、脉冲放电、脉冲调制、控制电路和控制算法等几个方面，通过这些方面的精确控制和调节，实现对电池充电过程的优化，从而提高充电效率和延长电池使用寿命。

快速脉冲充电名词解释

快速脉冲充电名词解释
快速脉冲充电技术是一项新型的充电技术，它比传统的充电技术有更高的效率。

快速脉冲充电是利用功率电路来实现的。

它的运行原理是，将电压高度空载脉冲电流（VPC）输入到电池中，从而提高充电效率。

VPC可以通过一个小型功率电路实现，其中包括变压器和电容器。

VPC充电可以分为两个阶段：一段时间内，电压会按照一定的标准脉冲，而之后将会出现高电压和高电流的脉冲，从而实现快速充电。

在第一阶段，能够有效补充电池中的能量，而在第二阶段，电池内部的电压即将达到最高值，因此可以快速充电。

此外，快速脉冲充电还有助于延长电池的使用寿命。

由于它不会产生过高的温度，因此可以减少电池结构中的热压力，从而延长电池寿命。

此外，由于这种充电技术相对简单，因此还减少了电路板上的元件数量，大大简化了充电设备的设计，从而提高了可靠性并降低了成本。

另外，快速脉冲充电技术还具有智能控制的能力，它可以分析电池的电压，从而控制充电的速度和充电的时间，从而使电池得以充满，并且不会受到电池的损坏。

总而言之，快速脉冲充电技术可以有效提高充电效率，降低成本，延长电池使用寿命，并具备智能控制能力，是一种非常有效的充电技术。

它有望在电动汽车、手机充电器和其他电子设备中得到广泛应用，从而改善人们的日常生活。

铅酸蓄电池脉冲快速充电方法的研究与应用

铅酸蓄电池的充电电流接受比ａ与放电电流ｊａ的对数成正比（盘＝ＫｌｇｋＩｄ）。实践证明，如果充电装置输
ｗｉｄｔｈａｎｄａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｄｉｓｃｈａｒｇｅｐｕｌｓｅｗｉｄｔｈ．ＩｎｏｒｄｅｒｔＯｉｍｐｌｅｍｅｎｔｔｈｉｓｃｈａｒｇｉｎｇｍｏｄｅ，ｔｈｅｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｄａｎｅｗｍｅｔｈｏｄｏｆｐｕｌｓｅｆａｓｔｃｈａｒｇｉｎｇａｎｄｕｓｅｄｉｎｃｈａｒｇｉｎｇｄｅｖｉｃｅ，ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｖｅｒｉｆｉｅｄｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｉｓｃｏｒｒｅｃｔａｎｄｆｅａｓｉｂｌｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｗｉｔｃｈｉｎｇｍｏｄｅｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙ；ｐｕｌｓｅｆａｓｔｃｈａｒｇｉｎｇｍｏｄｅ；ｐｕｌｓｅｆａｓｔｃｈａｒｇｉｎｇｄｅｖｉｃｅ
０引言
铅酸蓄电池具有制造技术成熟、成本低，电池容量大、跟随负荷输出特性好、无记忆效应等优点，被广泛
式中，Ｊ为蓄电池在任意时刻可接受的充电电流；为

慢脉冲快速充电方法的研究

维普资讯
电池工业
第７卷第３４期， “
２００２年６月
馒脉冲快速充电方法的研究
王坚，大为，秦季宝华，以春马
（江苏盐城师范学院电源技术研究中心，江苏盐城２４０２０１
摘要：以铅酸电池为例介绍了慢脉冲快速充电方法，结合ＪＡＭａｓ出的电池快速充电的基本规．．ｓ提律，阐述了慢脉冲快速充电的基本原理，同时从电化学的角度，析和探讨了慢脉冲快速充电双稳态分非线性反馈消除电池极化的机制。通过大量的实验数据分析证实慢脉冲快速充电方法消除和降低电池极化的有效性以及其原理的正确性，而为慢脉冲快速充电方法的科学合理性提供了理论根据和从
．
ｗｔｌｗｐｌｅｆｓｃａｇｓｔｓｉｅｔｏｆｅｐｒｉｓｏｕｓａｔｈｒｅｉｅｔｄｗｉａｌｔｘｅｍｅｔａａａｄｉｗｌｐｏｉｅｔｅｅｉｅｃｆａｈｉｆｈｏｉｎｔｎｔｉｒｖｄｖｄｎｅｏ－ｄｌｈｒ
ｒｐｅｅｔｄｉｈｓｐｐｒａｄｔｅｍｅｈｎｓｏｅｒａｉｇｂｔｒｐｌｒａｉｅｒｓｎｅｔｉａｅｎｃａｉｍｆｄｃｅｓｎａｔｙｏａｚｔｈｏｇｏｂｅｓｌｔｅｎｈｅｉｏａａ
ｔｏａｅａｄｔａｅｆｐａｔｃｏｈｃｅｔｃｒｔｎｌｔｆｓｏｐｌｅｆｓｈａｇ．ｉｎｌｎｈｅｂｓｓｏｒｃｉｅｆｒｔｅｓｉｎｉａｉａｉｙｏｌｗｕｓａｔｃｒｅｉｆｏＫｅｏｄ：ｌｗｕｓ；ａｔｃｈｒｅｓｏａｅｂｔｅｙＷｒｓｓｏｐｌｅｆｓａｇ；ｔｒｇａｔｒｙ

三元锂离子电池脉冲充电技术研究

收稿日期：2018-10-10 基金项目：广东省科技计划项目(2017B010120002) 作者简介：廖严文鑫(1994—)，男，江西省人，硕士研究生，主要研究方向为电动汽车电池管理系统。
1 快速充电理论
快速充电理论基础是美国科学家马斯提出的马斯三定律[4]，即：
第一定律：对于任何给定的放电电流，蓄电池充电的电流接受比与电池放出的容量的平方根成反比，即：
三元锂电池能量密度、功率密度、温度特性的优势使其在电动汽车的应用上具有广阔前景[1]。蓄电池快速、有效的充电技术一直是电池领域的研究重点，2003 年李敬兆等[2]将神经网络和模糊控制结合，提出神经网络模糊控制充电的方式可提高铅酸电池充电效率。2011 年，Liu 等[3]提出“五阶段恒流充电”方法提高锂离子电池充电速度，并且有效控制充电过程中电池的温度。2014 年，吴铁洲等[4]提出间歇 - 正负脉冲充电的方法减弱锂离子电池的极化现象。本文通过对比正负脉冲充电方式和恒流充电方式在电池达到截止电压时的实际充入电量，探究三元锂电池正负脉冲充电方式充电规律，以及三元锂电池在不同充电电流，不同正负脉冲周期宽度等因素对三元锂电池的正负脉冲充电性能的影响，定量分析三元锂电池受各个实验变量影响的充电特性，为智能充电和快速充电的研究提供理论基础。
α = K1 / C
(1)
式中： 1 为放电电流常数，根据放电电流大小而定；为蓄电
池放出的容量。
第二定律：对于任何给定的放电量，蓄电池充电电流接受
比琢与放电电流 d 的对数成正比，即：
α = K2LogK ⋅ Id
(2)
式中： 2 为放电量常数，根据电量多少而定；为计算常数。
第三定律：电池以不同放电倍率放电后，最终的允许充电

脉冲充电器

脉冲充电器1. 概述脉冲充电器是一种充电设备，利用脉冲电流进行充电。

相比传统的恒流充电方式，脉冲充电器具有更快的充电速度和更高的充电效率。

本文将介绍脉冲充电器的原理、工作方式以及其在不同领域的应用。

2. 原理脉冲充电器的原理是利用脉冲电流将电能传输到待充电的设备或电池中。

通过周期性的脉冲信号，脉冲充电器能够在很短的时间内快速传输电能，实现快速充电的效果。

脉冲充电器的关键部件是脉冲电路和控制电路。

脉冲电路负责生成脉冲信号，而控制电路则控制脉冲充电器的工作模式和充电参数。

3. 工作方式脉冲充电器的工作方式通常包括以下几个步骤：3.1 识别设备或电池在开始充电之前，脉冲充电器首先需要识别待充电的设备或电池。

这可以通过连接器或者无线通信来实现。

一旦识别完成，脉冲充电器可以根据设备或电池的特性进行相应的设置和调节。

3.2 设定充电参数根据识别到的设备或电池特性，脉冲充电器会设定相应的充电参数。

这些参数包括充电电流、充电时间、充电模式等。

设定合适的充电参数是保证充电效率和充电质量的关键。

3.3 生成脉冲信号根据设定的充电参数，脉冲充电器通过脉冲电路生成相应的脉冲信号。

脉冲信号的频率、幅值和波形等特性会对充电效果产生影响。

通过合理设计脉冲信号，脉冲充电器可以充分利用电能，提高充电速度和效率。

3.4 监测充电过程在充电过程中，脉冲充电器会持续监测充电情况。

通过实时检测电流、电压和温度等参数，脉冲充电器能够及时调整充电策略，确保充电过程安全可靠。

同时，监测数据也能够用于充电效果的评估和优化。

3.5 结束充电当设定的充电时间或充电电量达到预设值时，脉冲充电器会结束充电过程。

此时，脉冲充电器会发送相应的信号通知用户充电完成，并自动停止供电或进入待机状态。

4. 应用领域脉冲充电器在多个领域都有广泛的应用。

以下是几个典型的应用领域：4.1 电动交通工具电动汽车、电动自行车等电动交通工具的充电需要快速、高效。

脉冲充电器能够在较短的时间内将电能传输到电池中，提高充电速度，满足电动交通工具的实际需求。

脉冲充电器的原理

脉冲充电器的原理
脉冲充电器是一种通过短时间的高功率脉冲电流进行充电的装置，其原理如下：
1. 脉冲产生：脉冲充电器通常使用电子开关装置（如三极管、MOSFET等）来产生高频脉冲信号。

这些开关以一定的频率
开关和关闭，产生周期性的脉冲信号。

2. 变压器：脉冲信号经过电子开关后，输入到一个变压器中进行变压变流。

变压器通常采用高频变压器，其工作在高频率范围内，能够有效减小体积和提高效率。

3. 整流滤波：通过变压器变换后的高频脉冲信号，在输出端经过整流装置进行整流，将交流信号转换为直流信号。

接着，通过滤波电容进行滤波，使得输出信号更加稳定。

4. 控制系统：脉冲充电器通常配备一个控制系统，用于控制脉冲充电器的工作频率、脉冲宽度和充电电流等参数。

控制系统可以根据电池的状态和需求进行调整，以达到最佳的充电效果。

5. 充电电池：最后，经过整流和滤波的电流被输入到需要充电的电池中。

由于脉冲充电器的特点是短时间大功率充电，因此可以更快地将电池充满。

总的来说，脉冲充电器利用高频脉冲信号和变压变流技术，通过控制系统对充电参数进行调整，以高效、高频率地将电能输入到需要充电的电池中，实现快速充电效果。

脉冲充电器原理

脉冲充电器原理脉冲充电器是一种特殊类型的充电器，它利用高频脉冲电流来实现快速充电和维护电池的性能。

本文将详细介绍脉冲充电器的原理，并分析其工作过程和优势。

脉冲充电器的原理非常简单，它通过将直流电源的电流转换为高频脉冲电流，然后将这些脉冲电流传输到电池中进行充电。

脉冲电流的特点是可以快速提供电能，同时可以使电池内部的化学反应更加均匀，从而提高电池的充放电效率和寿命。

脉冲充电器的工作过程可用以下步骤来描述：1.直流电源：脉冲充电器需要一个稳定的直流电源作为输入，常见的直流电源有交流电变压器转换的直流电源和蓄电池等。

2.高频脉冲发生器：直流电源经过稳压和滤波等电路处理后，进入高频脉冲发生器。

高频脉冲发生器是脉冲充电器的核心部件，它能够将直流电源的电流转换为高频脉冲电流。

高频脉冲发生器通常由晶体管、电容和电感等组成。

3.调制电路：高频脉冲发生器输出的脉冲电流被送入调制电路。

调制电路可以根据电池的状态和需求来调整脉冲电流的频率、时间和幅度等参数。

通过合理调整这些参数，可以最大限度地实现电池的充电效果。

4.传输电路：调制后的脉冲电流通过传输电路送到电池中进行充电。

传输电路通常包括导线、连接器和保护装置等，它们的设计和选材对脉冲电流传输的稳定性和效率具有重要影响。

5.充电控制电路：脉冲充电器还需要一个充电控制电路来监控电池的充电状态和保护电池的安全。

充电控制电路通常由微控制器或专用集成电路等组成，它能够实时监测电池的电压、电流和温度等参数，并根据设定的保护规则来调整充电过程。

脉冲充电器相比传统的恒流、恒压充电器具有几个明显的优势：1.快速充电：脉冲充电器利用高频脉冲电流，可以更快地将电能传输到电池中，实现快速充电。

相比于传统充电器的充电速度，脉冲充电器可以将充电时间大大缩短。

2.均匀充电：脉冲充电器能够通过调节脉冲电流的频率、时间和幅度等参数，使电池内部的化学反应更加均匀。

这样可以避免电池出现极化现象，提高充电效率。

锂离子动力电池脉冲快速充电实验研究

锂离子动力电池脉冲快速充电实验研究潘盛辉;丁修乘;郭毅锋【摘要】为了满足电动车用锂离子动力电池快速高效充电的要求,根据马斯三定律提出了一种大电流带负脉冲充电方法作为电池的快速充电方式.通过大量实验,证实了带负脉冲形式的大电流脉冲充电是一种能明显减小极化效应、缩短充电时间、快速高效的充电方式,并且通过实验确定了放电负脉冲的幅值和宽度最佳值.结合放电负脉冲参数值对10Ah/3.2 V锂离子动力电池进行充电实验,在充电量不低于90％的前提下,比常规大电流恒流充电速度提高了32.85％,达到了快速高效充电的目的.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2016(040)006【总页数】4页(P1172-1175)【关键词】锂离子动力电池;负脉冲;快速充电【作者】潘盛辉;丁修乘;郭毅锋【作者单位】广西科技大学电气与信息工程学院,广西柳州545006;广西科技大学电气与信息工程学院,广西柳州545006;广西科技大学电气与信息工程学院,广西柳州545006【正文语种】中文【中图分类】TM912动力电池作为电动汽车动力源，其性能直接关系到电动汽车的续驶里程、使用寿命等问题。

锂离子动力电池的性能和使用寿命与动力电池的充电方法有着密切的关系，选择合理的快速充电方法对锂离子动力电池的使用有着十分重要的意义[1]。

目前恒流充电、恒压充电[2]、分段式恒流恒压充电[3]等方法广泛运用在充电设备中。

这些充电方法，所设定的充电电流相对较小，整个充电过程所需的时间较长，不能很好地起到快速充电的作用。

为了实现快速充电，应采用大电流方式进行充电，但是简单的大电流充电不能使电池达到充满状态，同时还会损伤电池、缩短电池使用寿命。

因此，本文根据电池快速充电基本理论，结合充放电实验，提出了大电流带负脉冲充电方法，以实现锂离子动力电池的快速充电。

锂离子动力电池充电过程总是受到其电化学反应所产生的极化效应的影响，主要极化表现为电化学极化、浓差极化和欧姆极化等。

快速充放电锂离子电池的研究与应用

快速充放电锂离子电池的研究与应用随着现代科技的发展，锂离子电池已经成为移动设备、电动汽车等领域中不可或缺的能源源头。

但是，传统锂离子电池在充放电过程中会产生一些问题，例如充电速度慢、容量下降等等。

为了解决这些问题，科学家们不断进行研究，推出了许多新型的快速充放电锂离子电池，并在各个领域中进行了广泛应用。

一. 快速充电技术的发展首先，我们来了解一下快速充电技术的发展历程。

早期的锂离子电池需要数小时甚至数十小时才能完成充电，而且相对于其容量，其充电速度十分缓慢，这严重限制了锂离子电池的应用范围。

因此，科学家们开始着手研究快速充电技术。

随着技术的不断发展，充电速度已经得到了显著提高。

例如，目前市面上常见的智能手机快速充电技术能够在短短几十分钟内将电池充满，而不会对电池产生损害。

这是因为快速充电技术能够在充电时控制电流、电压等参数，保证了电池的安全性和稳定性。

与此同时，快速放电技术也逐渐成熟。

新型锂离子电池能够在短时间内按需输出较大的电流，满足电动汽车等领域的需求。

二. 快速充电技术的实现那么，快速充电技术的实现主要依靠哪些方法和原理呢？首先要提到的就是材料的改良。

以正极材料为例，相对于传统的LiCoO2材料，新型材料LiFePO4因其电子传导速度更快，内阻更小，能够支持更高的充电电流密度。

此外，改变电解液的配方也能够有效提升电池的充电速度。

另外，电池的充电方式也对充电速度产生影响。

例如，传统充电方式采用恒流充电，充电结束后转为恒压充电。

而新型充电方式则会采用脉冲充电或定电流升压充电等方式，以达到更快的充电速度。

三. 快速充电技术的应用现在，我们来看看快速充电技术在各个领域的应用情况。

首先是移动设备。

智能手机、平板电脑等设备的快速充电技术，可以在短时间内为用户提供更长时间的使用时间，大大提高了用户的使用体验。

此外，电动汽车的快速充电技术也越来越成熟，相比传统的充电方式，可以节省更多时间和成本。

此外，快速充电技术还可以在航空航天、医疗器械等领域中发挥重要作用。

铅酸蓄电池脉冲快速充电方法的研究与应用

铅酸蓄电池脉冲快速充电方法的研究与应用肖相如【摘要】文章介绍了一种基于开关电源的铅酸蓄电池的脉冲快速充电模式,该充电模式的一个充电周期包括脉冲充电、脉冲放电、停止几个阶段,能够跟踪充电脉冲的宽度自动控制放电脉冲宽度.为了实施这种充电模式,文中提出了一种新的脉冲快速充电方法,并应用于充电装置,实验结果验证这种方法是正确可行的.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2013(030)005【总页数】4页(P64-67)【关键词】开关电源;脉冲快速充电模式;脉冲快速充电装置【作者】肖相如【作者单位】江西省安远县交通运输局,江西安远342100【正文语种】中文【中图分类】TM9120 引言铅酸蓄电池具有制造技术成熟、成本低，电池容量大、跟随负荷输岀特性好、无记忆效应等优点，被广泛应用于交通、军事、通信、电力、金融等行业，绝大多数电动自行车、短程轻型电动车、部分电动汽车以这种电池作为行驶的能源。

如果能够快速完成对铅酸蓄电池的无损充电，就能突破其充电时间长的“瓶颈”制约，弥补电动车一次充电续航里程短的“短板”缺陷。

为了实现这个目标，人们不但要研究科学的充电模式，更要将所设计的充电模式通过合适的装置来实现。

1 铅酸蓄电池的充电规律1.1 铅酸蓄电池的充电特性铅酸蓄电池在充电过程中所发生的电化学反应及其充电特性存在普遍的客观规律，主要有：（1）在充电过程中蓄电池可接受的充电电流（充电接受能力）随充电时间逐步下降。

1967年美国科学家马斯在进行了大量的实验后提岀，在充电过程中，以最低岀气率为前提的铅酸蓄电池可接受的充电电流的轨迹呈下降的指数曲线式中，I为蓄电池在任意时刻可接受的充电电流；I 0为蓄电池可接受的最大初始充电电流；a为蓄电池的充电电流接受比。

实践证明，如果充电电流按照这条曲线変化，可以缩短充电时间，并且对电池的容量和使用寿命也没有损害，因而被称为最佳充电曲线。

（2）1972年马斯在第二届电动汽车年会上提岀了著名的马斯三定律。

脉冲充电器原理

脉冲充电器原理脉冲充电器是一种常见的充电设备，它利用脉冲充电的方式来为电池充电。

脉冲充电器的原理是利用高频脉冲来改变电池内部的化学反应，从而提高充电效率和延长电池寿命。

本文将详细介绍脉冲充电器的原理及其工作过程。

脉冲充电器的原理主要包括脉冲充电技术和电池内部化学反应。

首先，脉冲充电技术是指将直流电源转换为高频脉冲电流，通过控制脉冲的频率、占空比和幅值来实现对电池的充电。

其次，电池内部的化学反应是指在充电过程中，电池内部的正负极发生化学反应，将电能转化为化学能储存起来。

脉冲充电器的工作过程可以分为几个步骤。

首先，当电池接入脉冲充电器时，充电器会将直流电源转换为高频脉冲电流，然后将脉冲电流传输到电池中。

接着，脉冲电流会改变电池内部的化学反应，促进电池内部的离子迁移和化学物质的转化。

最后，经过一段时间的充电，电池达到充满状态，脉冲充电器会停止工作，以避免过充和损坏电池。

脉冲充电器的原理具有许多优点。

首先，脉冲充电器可以提高充电效率，缩短充电时间，节省能源。

其次，脉冲充电器可以延长电池寿命，减少电池的自放电率，提高电池的循环寿命。

此外，脉冲充电器还可以修复部分老化电池，恢复其电化学性能。

在实际应用中，脉冲充电器的原理被广泛应用于各种类型的电池充电，如铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池等。

脉冲充电器不仅可以用于家用电器、汽车电池的充电，还可以用于太阳能电池板、风力发电系统的储能充电。

总之，脉冲充电器的原理是利用高频脉冲来改变电池内部的化学反应，提高充电效率和延长电池寿命。

脉冲充电器的工作过程包括脉冲充电技术和电池内部化学反应。

脉冲充电器的原理具有许多优点，被广泛应用于各种类型的电池充电。

希望本文能够对脉冲充电器的原理有所了解，并能在实际应用中发挥作用。

基于快速脉冲充电电路的仿真研究

ｌ旦．皇王研霾…………………………．
基于快速脉冲充电电路的仿真研究
辽宁石油化工大学信息与控制工程学院闫志伟马丽丽石彬彬刘学建董凯宋伟
【摘要】本文基于快速脉冲充电电路的仿真研究，阐述了以ｃｃ４０１７十进制计数器和５５５￣谐振荡器组成的脉冲式快速充电电路工作时的基本工作状态和基本工作参数。当．对电路进行仿真时，改变电路中元件参数，会改变电池充电效率，由仿真结果可以分析出快速脉冲充电的最优工作状态，以及电路工作的可靠性，以便延长电池的使用寿
ｃｈａｎｇｅｔｈｅｂａｔｅｔｙｒｃｈａｒｉｇｎｇｅｆｉｆｃｉｅｎｃｙ，ｈｅｔｓｍｕｉｌａｉｔｏｎｒｅｓｌｕｔｓｓｈｏｗｅｄｈｔｅｏｐｉｔｍａｌｗｏｒｋｉｎｇｓａｔｔｅｏｆｆａｓｔｐｕｌｓｅｃｈｒａｇｉｎｇ，ａｎｄｔｈｅ￣ｌｉａｂｉｌｒｉｙｏｆｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔ，ＳＯａｓｔｏｅｘｔｅｎｄｔｈｅｓｅｒｖｉｃｅｌｉｆｅｏｆｈｅｔ
铅酸蓄电池因其供电可靠、价格低廉等优点，被广泛应用于生产、生活多个领域，但电池的极化现象严重影响了电池性能及其使用寿命。通过分析蓄电池极化的产生机理，设计出由５５５多谐振荡器和ＣＣ４０１７十进制计数器组成的脉冲式快速充电电路。本文的仿真研究就是对这种新型的快速脉冲式充电电路进行仿真，分析仿真结果以解决蓄电池充电时的最佳工作状态，能够在短时间内使蓄电池充好电，并延长蓄电池川使用寿命和提高利用效率。这里所引用的铅酸蓄电池快速充电电路以马斯三定律为理论基础，一方面加快了蓄电池的化学反应速度，缩短蓄电池达到满充状态的时间，提高了充电速度；另一方面保证了蓄电池负极能及时的吸收正极所产生的氧气，避免了电池的极化现象。较好地实现了铅酸蓄电池的快速充电与去除极化，延长了电池的使用寿命。电路图如图１所示，由ＮＥ５５５多谐振荡器脚３输出的脉冲送￣］ＪＣＣ４０１７十进制计数器的脚ｌ４信号接收端，然后ＣＣ４０１７的十个输出端轮流输出高电平。当脚卜５输出高电平时，Ｑ１导通，然后Ｑ３也导通，直流电压通过Ｑ３与Ｒ５对电池进行大电流充电。当脚６－７输出高电平时，Ｑ１与Ｑ３因没有驱动电平而截止。在此期间通过电压比较电路，测量电池两端的电压，判断电池是否充满。当脚８ — ９输出高电平时使Ｑ２导通，电池通过电阻Ｒ６进行放电。当脚ｌＯ与脚ｎ输出高电平时，Ｑ２截止。如此反复循环。其中，Ｒ５为充电电阻，电阻值为１０Ｑ。

锂离子电池脉冲充电研究进展

锂离子电池脉冲充电研究进展作者：吴冰冰来源：《科学与财富》2018年第16期摘要：锂离子电池在生活中已得到广泛使用，但其仍存在充电耗时、电能损耗大、极化严重等缺点。

为实现锂离子电池大容量高效快速充电，多个研究发现脉冲快速充电能消除极化反应，与此同时，该充电方式不仅能提高电池的使用寿命，还可大幅度提高充电速度与增加充电容量。

关键词：锂离子电池；脉冲；充电研究者对锂离子电池充电的研究已有相当一段历史，同时，也取得了许多重大的进展，在各个领域中的应用也随之广泛。

锂离子电池得以成功的占据人们生活的一部分，很大一部分原因是锂离子电池的优势：稳定的放电电压、较广泛工作的温度范围、较低的自放电率以及无记忆效应。

而仍存在充电耗时、电能损耗大、极化严重等缺点，对电池的性能损耗较大，因此，针对大容量锂离子电池对充电速率较高的需求，研究人员对此进行了许多研究，同时也取得了重大进展，本文就锂离子电池的脉冲充电研究进展方面作出综述。

首先，了解常见的锂离子电池的充电方式：恒压充电、恒流充电、恒流恒压充电等充电方式。

作为最简单的一种充电方式——恒压充电，其操作简单方便，但是在恒定电压下，电流的电流不断减小，充电速率也在随之降低，因此所需的充电时间长。

另一种电流不变的恒流充电方式，其电流在充电后期会超过最大可充电电流，因此无法充满电池。

此外，恒流恒压充电是锂离子电池目前广泛采用的充电方式，分为恒流和恒压两个阶段。

在恒流阶段，充电电流保持恒定，电池端电压持续上升。

当端电压上升到充电截止电压时改为恒压充电，此阶段电池端电压保持恒定，充电电流不断减小。

而在脉冲充电中，加入负脉冲不仅能强制性的去极化，除此以外，还可提高充电电流的接受率，增加充入容量。

另外，间歇充电是一种自然的去极化方式，加入间歇时间可以进一步消除极化效应。

脉冲快速充电是一种结合了负脉冲和间歇时间的充电方式，第一阶段，锂电池电荷容量较低，此时电流接受率很强，因此可以采用大电流进行充电；第二阶段，进行一小段时间的负脉冲充电，及时消除极化效应，同时提高电流接受率；第三阶段，停充一段时间进一步消除极化效应。

脉冲充电器原理

脉冲充电器原理
脉冲充电器是一种利用脉冲充电技术进行电池充电的装置。

其原理是通过控制脉冲的形状、幅度和频率，以提高电池的充电效率、延长电池寿命，并在一些情况下恢复部分已经损坏的电池。

以下是脉冲充电器的基本工作原理：
1.脉冲形状控制：充电器生成一系列脉冲，包括脉冲的形状（波
形）、幅度（电压）和频率（脉冲的数量和时间间隔）等参数。

这些参数的选择通常取决于电池的类型和状态。

2.脉冲幅度控制：脉冲的幅度控制是指脉冲的电压水平。

通过调
整脉冲的电压，可以控制电流的流入电池。

较高的脉冲电压有
助于电池中的氧化还原反应，提高电池的充电效率。

3.脉冲频率控制：脉冲的频率是指每秒内脉冲的数量。

通过调整
脉冲的频率，可以在脉冲之间给电池足够的时间来平稳充电，
有助于电池内部的化学反应。

4.脉冲宽度控制：脉冲的宽度是指每个脉冲的时间长度。

控制脉
冲宽度可以影响电流的平均值，从而影响电池的充电速度。

5.反馈控制：先进的脉冲充电器通常包括反馈机制，监测电池的
状态并根据需要调整脉冲的参数。

这可以实现更智能、更适应
电池状态的充电过程。

脉冲充电器的优势在于它们可以提高充电效率，减轻充电时对电池的冲击，降低电池温升，延长电池寿命。

它们通常用于深度放电电池、铅酸蓄电池等需要特殊充电方式的电池类型。

脉冲式充电法

脉冲式充电法脉冲式充电法是一种常用的电池充电方法，它利用脉冲信号来对电池进行充放电控制。

这种充电方法具有高效、快速、精确控制充电电流等特点，在电池充电领域得到了广泛应用。

脉冲式充电法的工作原理是通过周期性的脉冲信号来控制充电电流的流动。

充电过程中，电池会不断地被脉冲信号充放电，以达到所需的充电状态。

脉冲信号的特点是短时间内电流达到峰值，然后迅速下降到较低的电流或者停止流动。

这种周期性的脉冲充放电过程，可以有效地控制电池的充电状态，提高充电效率。

脉冲式充电法的优点之一是能够提高电池的充电效率。

传统的恒流充电方式存在充电效率低、时间长等问题，而脉冲式充电法可以在短时间内将电池充满，大大缩短了充电时间。

此外，脉冲式充电法还可以降低电池的充电温度，减少电池的损耗，延长电池的使用寿命。

脉冲式充电法还具有精确控制充电电流的特点。

通过调节脉冲信号的频率、宽度和幅度等参数，可以精确地控制充电电流的大小和变化规律。

这对于不同类型的电池和不同充电需求的设备来说非常重要，可以确保电池充电过程的安全稳定。

脉冲式充电法的应用非常广泛。

在电动车、手机、笔记本电脑等消费电子产品中，脉冲式充电法被广泛应用于电池的充电过程，可以提高充电效率，延长电池寿命。

同时，在工业领域中，脉冲式充电法也被用于电池组的充电控制，以及太阳能电池板的充电管理等领域。

尽管脉冲式充电法具有很多优点，但也有一些需要注意的地方。

首先，脉冲信号的频率和幅度需要合理选择，过高或过低的参数可能会对电池的性能产生不良影响。

其次，脉冲式充电法需要专门的充电控制电路，增加了充电系统的复杂性和成本。

此外，脉冲式充电法对充电电源的要求较高，需要稳定的电压和电流输出。

脉冲式充电法是一种高效、快速、精确的充电方法，可以提高电池的充电效率，延长电池的使用寿命。

它在电子产品和工业领域得到了广泛应用，为电池充电过程带来了许多优势。

随着科技的不断进步，脉冲式充电法还将继续发展，为电池充电领域带来更多的创新和突破。

正负脉冲式电动汽车快速充电站的研究

ｉｏ＝ａ＝Ｋｌ√ Ｃ／ｃ（）２
工作状态，蓄电池频繁处于瞬间大电流放电状态，使得有时处于
反向充电状态，时间工作在中等电流放电状态，中等电流放长而电状态的全过程也不为恒电流过程Ｊ。其特殊的放电过程要求
（）对于任何给定的放电量，２蓄电池充电电流接受比ａ与放电电流的对数成正比，即
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ｋｙｏｄ：ｌｃｉａｓＰｓｉｅａｄＮｇｔｅｐｌＢｔｒＦｓＣａｇｇＳｔｎｅｗｒｓＥｅｔｃＣｒｒｏｉｖｅａｖｕｓｔｎｉｅａｅｔｙａｔｈｒｎｔｉｉａｏ
０引言
目前，铅酸蓄电池仍然为电动汽车用蓄电池首选之一＿，１］主要原因得益于铅酸蓄电池的以下特点：技术成熟、成本低、电池容量大、随负荷输出特性好、跟无记忆效应。电动汽车用蓄电池由于其工作环境的特殊性决定其自身的特性不同于一般蓄电池的特性，由于电动汽车经常处于起动、加速、爬坡、下坡、减速等
［中图分类号］Ｔ９１１［Ｍ２．文献标志码］Ａ［文章编号］１０３８（０１００７０００— ８６２１）４— ０２— ３
ＳｕｙｏａｔＣｈｒｉｇＳｔｔｎｆｒＥｌｃｒｒａｅｎＰｓｔｅａｄＮｅａｉｅＰｕｓｔｄｆＦｓａｇｎａｉｏｅｔｉＣａｓＢｓｄｏｏｉｖｎｇｔｌｅｏｃｉｖ
ｒｌｂｅｈｅｍｅｈｄｉｖｒｅｙｅｐｒｎｏｓｅｄｕｅｃａｇａｅ。ｓｖｈｇｎｍｅａｄｉｃｅｓｈｌｎａａｉａｅｅｉｌ．Ｔｔｏｓｅｆｄｂｘｅｍｅｔｐｅｐｔｈｅｒｔａｉｉｉｔｈｒａｅｃａｉｇｔｎｎｒａｅｔｅｆｌｇｃｐｃｔｈｖｒｉｉｉｙｓｇｉｃｎｌｍｐｏｅ．ｉｎｆａｔｉｒｖｄｉｙ

脉充充电器的工作原理

脉充充电器的工作原理
脉充充电器是一种特殊的电子充电器，其工作原理基于脉冲充电技术。

脉冲充电技术是一种通过间歇性的脉冲电流来充电的方法，相比传统的恒定电流充电，脉冲充电技术能够更高效地充电并延长电池的寿命。

脉充充电器的工作原理如下：
1. 输入电源：脉充充电器通常需要接入一个外部的交流电源或直流电源，作为充电器的输入电源。

2. 控制电路：脉充充电器内部有一个控制电路，用于控制充电器的工作状态和充电电流。

3. 电流脉冲生成：控制电路会产生一系列的电流脉冲，这些脉冲的幅度和频率可以根据需要进行调节。

4. 电流调节：控制电路会根据电池的状态和需要调节电流脉冲的幅度和频率，以实现最佳的充电效果。

5. 充电电流输出：经过电流调节后，脉冲充电器会将电流脉冲输出到电池中进行充电。

6. 充电状态监测：脉冲充电器通常还会配备充电状态监测电路，用于监测电池的充电状态和电池的电压。

7. 充电完成：当电池的电压达到设定值或充电时间达到一定时长时，脉冲充电器会自动停止充电，以避免过充。

总的来说，脉充充电器通过控制电路产生一系列的电流脉冲，然后将这些脉冲输出到电池中进行充电。

通过调节电流脉冲的幅度和频率，脉充充电器能够更高效地充电并延长电池的寿命。

快速脉冲充电技术的研究

快速脉冲充电技术的研究概述目前个护电动充电式产品得到了越来越广泛的应用。

个护占居市场的电动剃须刀用的可充电电池多数采用镰氢镰镉电池，其充电方式采用直流恒压或恒流充电，这两种充电方式实际中存在很大缺陷。

恒压充电不合理是因为可充电电池内阻很小，恒压充电初始电流很大，因而要降压，到了充电后期则因电压过低导致充电不足，长期欠充会使充电电池内部严重不能完全有效化学反应；恒流充电之所以不合理是因为充电电池充电曲线呈指数变化，如图1所示，恒流电流在充电初期小于充电电池可接受最大电流，延长了充电周期，后期则超过充电电池可接受电流的能力，电能不能有效转化为化学能，多变为热能消耗掉了。

解决方法之一就是根据理想充电曲线，动态跟踪参变量，实时调节充电电流。

智能电动产品充电电池具有放电电流大、放电时间短以及放电深度深等特点，对于电动智能产品还有启动较频繁等特点，因此采用智能快速脉冲式充电技术，将避免上述缺点，使充电过程更合理化。

一般在正常充电时，以8或10小时充电率电流进行充电所需时间多为10多个小时，快速充电的特点是采用1 C (A) ( C为充电电池额定容量数值)以上的大电流，在短时间内把电池充满，而在此过程中，充电电池既不产生大量气体，又不使充电电池温度过高，解决的办法就是采用脉冲式充电，用反向电流短时间放电的方法消除极化，这样就可以保证充电电池不大量产生气体又不发热，从而大大缩短充电时间快速充电的基本原理找出充电电池能够接受的最大充电电流和可以接受的充电电流曲线，如图1所示方程式：i = loe _at方程式中i -任意时刻t时充电电池可接受的充电电流I0黒大初始可接受充电电流a—衰减率常数，也称充电接受比OI 2 3 4 5 6图1所示是一条自然充电接受特［生曲线，超过这一充电接受曲线的任何充电电流，不仅不能提高充电效率，而且会增加析气小于此接受曲线的充电电流，便是充电电池具有的储存充电电流。

在实验的基础上验证出，充电电池在采用任何放电电流后：电前期应有去极化措施。

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快速脉冲充电技术的研究
概述
目前个护电动充电式产品得到了越来越广泛的应用。

个护占居市场的电动剃须刀用的可充电电池多数采用镍氢镍镉电池 , 其充电方式采用直流恒压或恒流充电 ,这两种充电方式实际中存在很大缺陷。

恒压充电不合理是因为可充电电池内阻很小 ,恒压充电初始电流很大,因而要降压, 到了充电后期则因电压过低导致充电不足, 长期欠充会使充电电池内部严重不能完全有效化学反应 ; 恒流充电之所以不合理是因为充电电池充电曲线呈指数变化 , 如图 1 所示 ,恒流电流在充电初期小于充电电池可接受最大电流 ,延长了充电周期 , 后期则超过充电电池可接受电流的能力 ,电能不能有效转化为化学能 , 多变为热能消耗掉了。

解决方法之一就是根据理想充电曲线 , 动态跟踪参变量 , 实时调节充电电流。

智能电动产品充电电池具有放电电流大、放电时间短以及放电深度深等特点 , 对于电动智能产品还有启动较频繁等特点 , 因此采用智能快速脉冲式充电技术 , 将避免上述缺点 , 使充电过程更合理化。

一般在正常充电时 , 以 8 或 10 小时充电率电流进行充电所需时间多为 10 多个小时 , 快速充电的特点是采用 1 C (A) ( C 为充电电池额定容量数值) 以上的大电流 , 在短时间内把电池充满 , 而在此过程中 , 充电电池既不产生大量气体 , 又不使充电电池温度过高 , 解决的办法就是采用脉冲式充电 , 用反向电流短时间放电的方法消除极化 , 这样就可以保证充电电池不大量产生气体又不
发热 , 从而大大缩短充电时间。

快速充电的基本原理
找出充电电池能够接受的最大充电电流和可以接受的充电电流曲线 ,如图1 所示 ,方程式：
i = I0e - at
方程式中i —任意时刻t 时充电电池可接受的充电电流
I0 —最大初始可接受充电电流
a —衰减率常数 , 也称充电接受比
图1
图 1 所示是一条自然充电接受特性曲线 , 超过这一充电接受曲线的任何充电电流 , 不仅不能提高充电效率 ,而且会增加析气 ,小于此接受曲线的充电电流 ,便是充电电池具有的储存充电电流。

在实验的基础上验证出 , 充电电池在采用任何放电电流后 ,
其充电接受比和放电放掉的容量的平方根成反比 ,
即:
其中,K 为常数, C为放电容量。

可见α随放电深度而变 , 放出电量越多 ,α值越大,充电接受电流也越大。

实验的基础上验证还指出 , 对于任何放电深度 , 一个充电电池的充电接受比α是和放电电流I d的对数成正比 , 即α= K lg ( KI d ) , 它定量地表明随放电率的不同充电接受比的变化。

因此 , 充电电池在充电过程中采取电量相对很小 ,而幅度较大且时间很短的放电措施 , 将恢复或提高充电电池的充电接受率 ,从而增大了充电电流 , 加快了充电效率 , 也就是说在快速充电中 ,进行短暂的停充 , 在停充中加入放电脉冲 , 这就是脉冲式快速充电的基本方法。

快速充电装置的设计原则
(1)应在整个充电时期内 ,始终适时地采取去极化措施。

充电电池的充电电流随时间会超过可接受电流 ,故充电前期应有去极化措施。

(2)去极化措施应能自动适应充电时间内的不同要求 , 动态跟踪
充电电池的实际状态、可接受的充电电流 ,自动确定充电时的参数。

(3)充电中充电电池电压上升到一定程度时 ,应当停止 , 进行放电去极化。

去极化措施应能抑制过超电能 , 使其达不到气体析出的电能。

(4)去极化是有限度的 ,端电压降至一定值时就适时转化再充放电过程。

快速充电系统的实现
根据实验验证的充电曲线 ,理论上充电起始电流应尽可能大 ,但实际由于充电电池内部结构参数及充电装置和供电系统的限制 ,起始电流不能过大 ;其次充电末期电流也不要太小 ,以免延长充电时间。

反应充电电池内部状态和接受能力的特征参量很多 ,在此选取端电压和端电压变化率参数 ,结合充放电电流和充放电时间两个参数变量来描述充放电过程中充电电池的内部状态 ,作为充电状态动态变化的依据。

(1)电压与容量关系
如图 2 所示 ,为电压与充电电池容量关系曲线。

由图 2曲线可看出 ,采用大电流充电效率时 ,为使电池容量恢复到 100 % , 必须允许一定的过充电反应 ,过充电反应发生后 , 单格充电电池电压迅速上升 ,达到一定数值后上升速度减小 , 然后缓慢下降。

故在充电电池充足电后 ,充电电路应输出恒定的浮充电压。

浮充电压不能过高 ,实践证明实际浮充电压大于规定浮充电压5%时 ,免维护充电电池的寿命将缩短一半。

0 图中 C : 蓄电池容量
图2
充电过程中的安时转换率可近似用式表示:
η= ( U e - U - U0) / U e C I ×100 %
式中η—转换率
U e —充电终止电压
U —当前电压 ,包括极化电压U p 和电动势E 两部分
C I —电流换算系数 ,10小时充电率时取 1，因此充电电池动态容量可以由式算出:
C = C0 + ∫t i ×ηdt
式中C0 为初始荷电容量
电压与环境温度关系由于剃须刀密封防水运行情况复杂 ,温度变化较大 ,而充电电池电压与环境温度又有着密切的关系 ,因而在设计充电器时要充分考虑温度因素。

由充电电池的电压与温度关系得知 , 温度每升高 1 ℃, 单格电池的电压将下降约 3mV 。

因此 ,为保证在很宽的温度范围内都能使充电电池刚好充足电 ,充电控制电路的各种转换电压必须随充电电池电压的温度系数而变。

硬件电路
系统硬件原理图如图3 所示:
图 3
电路控制部分采用MCU控制 , 可以方便的实现算法 ;对于脉冲电路的实现 ,应用 MCU的PWM 输出功能模块 ,驱动充电控制模块电路 ,可以方便的实现脉冲占空比的调节 ;充电控制模块电路简单可
靠 ,能够实时对电池进行均衡充电或浮充电。

采样电路中采用高精度的基准电压模块 ,将采集到的数据通过MCU转换为所需信号 , 选通开关根据需要选择不同的参数 ;显示部分为液晶或LED ,将充电状态实时显示或保留。

软件设计
软件流程图如图4 所示:
图 4
(1) 命令状态部分为A/D自动采集及轻触式操作 ,包括充电模式命令、参数设置及输出命令等。

(2) 数据采集处理部分完成对各参数模拟量的采集处理。

(3) 算法处理部分对采集的模拟量转化为数字量后再进行控制算法处理。

(4)状态分析调节部分根据安时累计、电池电压及其变化率和温度
等一系列计算结果判断电池状态 ,作出相应调节。

(5) 驱动输出部分通过MCU I/ O 口驱动外部电路 ,输出相应充电电流。

(6)温度测量和控制部分完成温度测控。

(7)显示部分通过I/ O口通信驱动液晶显示及各种LED指示, 完成对各状态及参数的显示、指示等操作。

结论
通过对比实验得出 : 充电电池充电采用脉冲分段恒流充电方式比较合理。

对分段恒流充电参数的研究表明:首段充电电流取 0.5 C , 选用三段至五段恒流充电方式充电 ,能抑制正极板活性物质的软化和负极板活性物质的硫酸盐化, 达到既不过充, 也不欠充的目的, 从而得到比较理想的充电效果，在充电过程中充电电池温升较小 ,充电效率较高。