镍氢电池充电控制技术的探讨
镍氢电池充电方法
镍氢电池充电方法电池的充电过程通常可分为预充电、快速充电、补足充电、涓流充电四个阶段。
对长期不用的或新电池充电时，一开始就采用快速充电，会影响电池的寿命。
因此，这种电池应先用小电流充电，使其满足一定的充电条件，这个阶段称为预充电。
快速充电就是用大电流充电，迅速恢复电池电能。
快速充电速率一般在1C 以上，快速充时间由电池容量和充电速率决定。
为了避免过充电，一些充电器采用小电流充电。
镍镉电池正常充电时，可以接受C/10或更低的充电速率，这样充电时间要10h以上。
采用小电流充电，电池内不会产生过多的气体，电池温度也不会过高。
只要电池接到充电器上，低速率恒流充电器就能对电池提供很小的涓流充电电流。
电池采用小电流充电时，电池内产生的热量可以自然散去。
涓流充电器的主要问题是充电速度太慢，例如，容量为1Ah的电池，采用C/10充电速率时，充电时间要10h以上。
此外，电池采用低充电速率反复充电时，还会产生枝晶。
大部分涓流充电器中，都没有任何电压或温度反馈控制，因而不能保证电池充足电后，立即关断充电器。
快速充电分恒流充电和脉冲充电两种，恒流充电就是以恒定电流对电流充电，脉冲充电则是首先用脉冲电流对电池充电。
然后让电池放电，如此循环。
电池脉冲的幅值很大、宽度很窄。
通常放电脉冲的幅值为充电脉冲的3倍左右。
虽然放电脉冲的幅值与电池容量有关，但是，与充电电流幅值的比值保持不变，脉冲充电时，充电电流波形如图1-4所示。
充电过程中，镍镉电池中的氢氧化镍还原为氢氧化亚镍，氢氧化镉还原为镉。
在这个过程中产生的气泡，聚集在极板两边，这样就会减小极板的有效面积，使极板的内阻增大。
由于极板的有效面积变小，充入全部电量所需的时间增加。
加入放电脉冲后，气泡离开极板并与负极板上的氧复合。
这个去极化过程减小了电池的内部压力、温度和内阻。
同时，充入电池的大部分电荷都转换为化学能，而不会转变为气体和热量。
充放电脉冲宽度的选择应能保证极板恢复原来的晶体结构，从而消除记忆效应。
镍氢电池充电器原理
镍氢电池充电器原理
镍氢电池充电器是一种用于给镍氢电池进行充电的设备。
其工作原理主要包括：电源输入、整流变压、恒流、恒压控制。
首先，当镍氢电池充电器连接到电源时，电源的交流电经过整流变压电路将交流电转换为直流电。
这样可以提供稳定的电源，使充电器能正常工作。
然后，直流电进入恒流控制模块。
在开始充电时，恒流控制模块会根据预设的充电电流值，通过调整控制电路中的元器件来保持恒定的电流输出。
充电器将恒定的电流输入到镍氢电池中，使电池内的化学物质发生反应，将电能储存起来。
当电池充电到一定程度时，恒压控制模块开始工作。
它会根据预设的充电电压值，自动调节控制电路中的元器件，使输出电压保持稳定在设定的充电电压值。
一旦电池充满电，充电器会通过恒压控制模块自动停止充电，以避免过充电导致电池损坏。
此外，充电器还通常带有温度保护功能，可以监测电池温度并在电池过热时停止充电，以保护电池安全。
综上所述，镍氢电池充电器工作原理主要包括电源输入、整流
变压、恒流和恒压控制等环节，以实现对镍氢电池的快速、安全充电。
镍氢电池充电管理
镍氢电池充电管理
镍氢电池充电管理指的是对镍氢电池的充电进行管理，以保护电池并延长电池寿命。
1. 充电电压控制：在充电过程中，应该严格控制充电电压，避免充电电压过高，造成电池损坏或安全问题。
一般来说，镍氢电池的充电电压为1.45V~1.5V，不宜超过1.55V。
2. 充电电流控制：在充电过程中，应该控制充电电流，并对电流进行适当的调节，以避免充电电流过大，造成电池过热、漏液或其他问题。
一般来说，镍氢电池的充电电流应该在1C以下。
3. 充电时间控制：在充电过程中，应该控制充电时间，并对充电时间进行适当的调整，以避免充电时间过长，造成电池过热、漏液或其他问题。
一般来说，镍氢电池的充电时间应该控制在8小时以内。
4. 充电温度控制：在充电过程中，应该控制充电温度，并对充电温度进行适当的调节，以避免充电温度过高，造成电池损坏或安全问题。
一般来说，镍氢电池的充电温度应该控制在0℃~40℃范围内。
5. 充电监测：在充电过程中，应该对充电状况进行监测，及时发现问题并采取相应措施，以保障电池安全。
常见的充电监测方法有电压监测、电流监测和充电
时间监测等。
lora电池供电方案
lora电池供电方案随着物联网技术的不断发展，Lora（Long-range Radio）无线通信技术在物联网领域中应用越来越广泛。
Lora电池供电方案作为实现无线通信设备长时间运行的重要一环，对于设备的可靠性和稳定性起着至关重要的作用。
本文将介绍Lora电池供电方案的基本原理及优势，探讨不同类型电池的选择和管理，以及如何延长电池寿命。
1. Lora电池供电方案的基本原理及优势Lora电池供电方案是通过使用电池作为设备的主要能源源，实现无线设备的长时间运行。
相比于其他供电方式，Lora电池供电方案具有以下优势：1.1 灵活性：由于Lora无线通信设备通常部署在户外或无电力供应的环境中，使用电池供电方案可以避免布线和电力设施的限制，提高设备的便携性和安装灵活性。
1.2 经济性：相比于传统的有线供电方式，电池供电方案无需长期耗费电能，可以降低运行成本，并且节约能源资源。
1.3 高可靠性：电池供电可以提供常备电源，即使在电力中断或突发情况下，设备依然能够正常运行，确保数据的连续性和稳定性。
2. 电池的选择和管理选择适合Lora电池供电方案的电池是确保设备稳定运行的关键。
常见的电池类型包括碱性电池、镍氢电池、锂离子电池等。
下面将对这些电池类型进行简单介绍：2.1 碱性电池：碱性电池是一种常见且经济实惠的电池类型。
它们具有良好的容量维持性能和较低的自放电率，适合长时间使用，但其容量相对较低，需要定期更换。
2.2 镍氢电池：镍氢电池是一种充电电池，具有高容量和良好的循环寿命。
它们能够及时充电，在设备使用过程中可多次充电，但其成本较高。
2.3 锂离子电池：锂离子电池是一种高性能电池，具有较高的能量密度和较长的使用寿命，是Lora电池供电方案中常用的选择。
然而，锂离子电池的成本相对较高，需要采取一些措施以确保使用安全性。
在进行电池管理时，有以下几个方面需要注意：2.4 电池容量监控：监控设备电池的容量和状态，及时根据设备的能耗情况进行充电或更换。
镍氢电池的电化学原理和工艺
镍氢电池的电化学原理镍氢电池采用Ni的氧化物作为正极，储氢金属作为负极，碱液（主要为KOH）作为电解液. 圆柱形和方形镍氢电池电化学原理和化学反应相同：充电时，正极：Ni(OH)2 –e-+ OH- → NiOOH + H2O负极：MHn + ne- → M + n/2 H2放电时，正极：NiOOH + H2O + e- → Ni(OH)2+ OH-负极：M + n/2 H2→ MHn + ne- 。
镍氢电池的放电效率在低温会有显著的降低（如低于-15℃），而在-20℃时，碱液达到起凝固点，电池充电速度也将大大降低。
在低温充电低于0℃会增大电池内压并可能使安全阀开启。
为了有效充电，环境温度范围应在5-30℃之间，一般充电效率会随温度的升高而升高，但当温度升到45℃以上，高温下充电电池材料的性能会退化，电池的循环寿命也将大大缩短。
圆柱形Ni-MH电池只采用金属电池槽，一是因为电池槽本身与金属氢化物负极连接在一起，可以作为负极极端；二是因为许多应用要求能够快速充电，气体发生复合反应时，电池的内压很高，只有金属容器可以承受这种压力，而且不会发生太大的变形。
最后金属电池槽聚砜密封环翻边与电池盖密封，这种方法成本低，易于生产，而且可靠。
图片SC4000mAh工艺流程：（以SC型为例1.配方1.1正极：氢氧化镍(2.1.1和2.2.3)氧化钴（可以形成导电网络，弥补氢氧化镍与金属集流体间较大的间距以及氢氧化镍本身电导率较低的不足）添加剂1.2负极：贮氢合金粉(3.1有具体讨论)添加剂1.3电解质：30%的KOH水溶液17g/L的LiOHNaOH（为提高高温充电效率，将部分KOH替换为NaOH，但是会加重对金属氢化物活性物质的腐蚀，降低循环寿命）2.正极制备2.1烧结式2.1.1调浆：纤维镍+导电剂CoO+CMC（2.5%）或MC+PVB造孔剂2.1.2拉浆：将膏状物涂覆到基板（如冲孔镍带）2.1.3烘干（挥发黏结剂）（75℃）2.1.4在氮气/氢气环境下高温煅烧（880℃，烧结速度90m/h）2.1.5化学浸渍或电化学浸渍（将NiOH沉积到烧结骨架中）Ni（NO3）2浸渍密度1.62-1.65g/c㎡，含3%-5%Co（NO3）2增重[（1.72-1.80）±0.007]g/cm22.1.6浸渍后的电极用电化学充/放电工艺进行预活化 2.1.7逆向水洗2.1.8烘干（75℃）2.1.9电极软化（成型厚0.58±0.05mm）2.1.10极耳点焊主要设计参数：纤维镍骨架的强度和孔径氢氧化镍活性物质的化学组成活性物质的载入有害物质（硝酸盐、碳酸盐等）的含量2.2涂膏式2.2.1泡沫镍基板制备用电沉积或化学蒸汽沉积工艺。
1简易镍氢电池充电控制
简易镍氢电池充电控制1 镍氢电池特性镍氢电池采用镍氧化物作为正极，储氢金属作为负极，碱液（主要为氢氧化钾）作为电解液。
额定电压为1.2V，满充时，最大电压可达到1.6V~1.8V。
正常放电终止电压为1.0V，实际可使用到0.9V。
重复充电次数大于500次，自放电率20%/月。
镍氢电池的最大放电电流可达到3C（放电率C是指一小时放完全部容量的电流值，如500mAh电池的C为500mA）。
能量重量比为60~80Wh/kg。
下图是镍氢充电电池充电时的充电电流和电池电压的特性关系：图1 充电电压特性曲线1.1 充电结束判断1. -ΔV 检测：由图1可见，在大电流充电时，电压上升到100%后，电池电压不升反降。
充电芯片可利用电池电压从上升转为下降的特征来结束充电。
利用-ΔV 检测结束充电必须恒流充电，因为电流的变动也会引起电池电压的变动。
简单的充电器一般为恒压限流充电，充电后其电流越来越小，-ΔV 检测就会变得困难。
所以利用这一特性结束镍氢电池充电时，充电电流必须保持恒定，而且必须用1.0C 以上的大电流充电。
2. 充电电池充满电后，再继续充电，电能变成电池的热量，电池开始发热。
充电芯片的另一个控制就是利用温度的上升率的增长来结束充电，称为ΔT/Δt 检测。
一般达到2℃/分钟时，充电停止。
ΔT/Δt 检测时，也要求充电电流保持恒定，而且充电电流较大（0.3C ）时，检测较为准确。
当充电电流小或环境温度低、散热很好时，也会无法检出，形成过充电。
3. 最为简单的控制方式是用最大时间控制。
按充电电流和电池容量及充电效率决定最大充电时，超过这个时间就无条件停止充电。
例如，用0.1C 充电，考虑充电效率，定时在12小时左右。
定时充电电流必须小于0.3C 。
由于充电电流小，过充电在电池上产生的热量能较快地散发出去，对电池的影响不大。
1.2充放电曲线不同种类的电池，具有不同的充放电曲线，与之相应的充电方法也有很大的不同，在研究具体的充电方法时要考虑到这一点以选择合适的充电方式。
镍氢电池充电原理分析
镍氢电池充电原理分析
镍氢电池规格下载
充电检测方式一: ΔV
当恒定电流加到电池上,电池电压开始上升,随着时间的推移,电池上的电压会越来越高.但是增长到一定时,电压会出现下降,即是负增长,当ΔV/Δt到一定值时,我们认为电池已经充满,必须停止充电,否则会过充而损坏电池.
充电检测方式二: ΔT
当恒定电流加到电池上,电池本身温度开始缓慢上升,随着时间的推移温度升高并不明显,但是到一定时,电池本身温度会出现快速增长,当ΔT/Δt到一定值时,我们认为电池已经充满,必须停止充电,否则会过充而损坏电池.
注:
1. 一般情况下,我们快充时用1C的电流充电,但此时必须监控电池的电流和电压,以及温度等参数,以免损坏电池
2. 慢充时用0.1C到0.5C的电流充电.
3. 充电时电池本身温度必须小于45℃。
模糊控制技术在电池快速充电控制中的应用
性的数学模型 ， 以对 电池进行充 、 电控制和管理 ， 用 放 是非 常困 难的一件事。笔者在分析 了大量不同状态下的电池充电过程 的
中有 内阻大的 电池 串在其 中） 的情 况 ， 用大 电流进 行快 速充 电仍存 在上述 问题 ， 图 １所示 。为 防止 电池 电压 过 冲太 如 大， 仅用 ０ ５ ． Ｃ电流进 行快 速充 电。由于 电池 是一个 非线 性
基础上 ， 借助于模糊控制技术 ， 对使用 比较 广泛 的镍氢电池 的快
第 １ ０卷第 ２期
ｌ 均 量 规Ｉ 非 匀 化
表 ２ 电 池 充 电模 糊 控 制 规 则 表
▲
模 糊控制规 模糊控
图 ２ 电池模糊 充电控制器结构框图 这种控制器以系统的偏差 ｅ 和系统偏差变化率 作为输 入变量 ， 以控 制量 Ｒ作 为输 出变量 ， 糊控制 器结构 如图 ２ 模
第 １ 第 ２期 ０卷
２１ ０ ０年 ６月
南 京 工 业 职 业 技 术 学 院 学 报
Ｊｕｎｌ ｆ ａｊ ｇＩｓ ｔｔ ｏ ｄ ｓ ｙＴ ｃ ｎｌｇ ｏｒａ ｏ ｎｉ ｔｕ ｆ ｎ ｕｔ ｅｈ ｏ ｙ Ｎ ｎ ｎｉ ｅ Ｉ ｒ ｏ
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２ １ 模糊控制器结构 ．
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糊控制结构 ， 图 ２所示 。 如
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参数的测量与分析 ， 确定 本系统采用 目前广 泛应用 的二维模
镍氢电池充电过程最高电压
镍氢电池充电过程最高电压
镍氢电池充电过程的最高电压取决于电池的种类和生产厂家，一般在1.6V至1.8V之间。
这个电压值是通过在实验室中测试这种电池的充电特性、电化学反应以及内阻来确定的。
对于镍氢电池来说，如果充电时电压过高，会导致电化学反应不稳定，使电池内部产生气泡，从而增加内阻，影响电池的性能和寿命。
因此，最高充电电压是一个非常关键的参数，需要在制造电池时进行精确控制。
为了控制最高充电电压，可以采用多种方法。
一种方法是通过控制充电电压或电流来限制最高充电电压。
这可以通过在电池内部或外部添加控制电路实现。
另一种方法是采用特殊的材料和工艺来制造电池，以限制最高充电电压。
例如，可以采用特殊的正极材料，或者采用特定的生产工艺控制电池的内阻、电极面积等参数，从而控制最高充电电压。
此外，镍氢电池充满后的电压在1.4V左右，这可以视为其最高电压。
但个体电池也要视具体充电方式而定。
一种情况是以恒压充电，比较老式的充电方式仍然这样设置，一般都是设置为1.4V，但这样的后果有可能是电池到达1.4V可能还没有充饱。
以上内容仅供参考，如需获取更多信息，建议查阅相关文献或咨询专业人士。
新型扫地机器人电池技术与续航问题
新型扫地机器人电池技术与续航问题现代科技的日益发展，带来了越来越多智能化的产品和设备。
其中，扫地机器人作为家庭清洁的新宠，便以其便捷性和高效性赢得了广大消费者的喜爱。
然而，随着人们对于家居清洁要求的提高，新型扫地机器人也面临着电池技术与续航问题。
本文将对新型扫地机器人的电池技术与续航问题展开探讨。
一、电池技术的发展随着科技的不断进步，扫地机器人所采用的电池技术也在不断升级。
目前市场上常见的扫地机器人电池主要有镍氢电池（Ni-MH）、锂电池、锂聚合物电池（Li-Po）等。
1. 镍氢电池（Ni-MH）镍氢电池是较早应用于扫地机器人的电池技术之一。
它具有较高的充放电效率、较低的自放电率和较长的使用寿命。
然而，镍氢电池的能量密度相对较低，容量有限，存在较大体积和重量的缺点。
2. 锂电池锂电池作为一种较为成熟且广泛应用于电子产品的电池技术，也被用于扫地机器人中。
相比于镍氢电池，锂电池具有较高的能量密度、较小的体积和重量，且无记忆效应。
然而，锂电池的使用寿命相对较短，容易受到过充和过放等因素的影响。
3. 锂聚合物电池（Li-Po）锂聚合物电池是近年来新型的电池技术，其相比于锂电池更加轻薄、安全，并且能耐高温。
其高能量密度和较大的输出功率使得扫地机器人在续航时间以及性能方面得到了极大的提升。
然而，锂聚合物电池相对较贵，成本较高，因此在市场上的应用较为有限。
二、续航问题的解决续航问题一直是扫地机器人领域中的一大难题。
目前，通过以下几个方面来解决续航问题。
1. 提升电池容量扫地机器人的续航时间与电池的容量直接相关，因此提升电池容量是解决续航问题的关键之一。
随着电池技术的不断进步，新型扫地机器人的电池容量也不断提高，使得其工作时间逐渐延长。
2. 智能节能管理在面对续航问题时，智能节能管理措施的采用也成为重要解决途径之一。
通过对机器人工作状态的感知和分析，智能节能管理系统可以对机器人进行合理的调控，实现对能耗的最优化控制，从而延长续航时间。
镍氢电池充电方法
镍氢电池充电方法
镍氢电池充电方法一般有以下几种：
1. 直流充电法：将电池连接到合适的直流电源上，通过电流控制器或充电器，以适当的充电电流进行充电。
2. 脉冲充电法：在直流充电的基础上，通过适当调节充电电流的频率和幅值，以脉冲方式进行充电。
这种充电方法有助于提高充电效率和延长电池寿命。
3. 恒压充电法：在控制充电电流的同时，使充电电压保持恒定。
当充电电流逐渐减小到一定值时，可以适当提高充电电压，以维持充电速度。
4. 温度控制充电法：根据电池的工作温度范围，通过控制充电温度来实现充电。
这种充电方法可以防止电池过热或过冷对充电效果和电池寿命的影响。
5. 智能充电法：利用电池内置的智能管理芯片或充电器的智能控制功能，根据电池的实时状态和需求，自动调节充电电流和电压，达到最佳的充电效果和充电速度。
动力电池的电池包充电速度与效率
动力电池的电池包充电速度与效率动力电池的充电速度和效率是衡量电池性能的重要指标之一。
在电动汽车等应用中，高效的充电技术可以提高充电速度，延长电池寿命，并增强电池的安全性能。
本文将从电池充电速度和效率的角度探讨动力电池的相关问题。
一、动力电池充电速度动力电池的充电速度受到多方面因素的影响，包括电池类型、充电设备、充电方式等。
不同电池类型有其特定的充电速度限制，如镍氢电池、锂离子电池等。
一般而言，锂离子电池具有较快的充电速度，而且可以通过改进电池材料和结构进一步提高充电速度。
另外，充电设备也是影响充电速度的关键因素。
随着技术的不断进步，新一代的高速充电设备已经出现，可以显著提高充电速度，实现数十分钟内的快速充电。
此外，充电方式也会对充电速度产生影响，如常规充电、快速充电、超级充电等。
二、动力电池充电效率动力电池的充电效率是指输入电能与储存于电池中的能量之间的转换效率。
高充电效率意味着更多的电能被存储在电池中，从而提高了电池的可用能量和使用时间。
充电效率的提高可以通过改进电池材料和结构、优化充电控制算法等方式实现。
在充电过程中，存在一些能量损耗，主要包括电阻损耗、热损耗等。
降低这些损耗可以提高充电效率。
此外，正确选择合适的充电电压和电流也是提高效率的重要因素。
过高的充电电压和电流可能会导致充电效率的降低，并且对电池寿命产生负面影响。
三、动力电池充电速度与效率的平衡在实际应用中，充电速度和充电效率之间存在一定的平衡关系。
虽然快速充电可以提高充电速度，但同时也会增加充电时的能量损耗，降低充电效率。
因此，在设计动力电池充电系统时需要综合考虑这两个因素，找到合适的平衡点。
为了实现快速充电和高效充电的双重目标，可以采用多种充电策略。
例如，采用恒定电流充电阶段和恒定电压充电阶段相结合的方式，可以在一定程度上提高充电速度和充电效率。
此外，利用先进的充电控制算法和智能充电设备，也可以实现最佳的充电性能。
总结：动力电池的充电速度和效率是电池性能的重要指标，对于电动汽车等应用至关重要。
浅谈PLC在镍氢电池极片自动裁切机电气控制系统中的应用
２０２４ ０５／浅谈ＰＬＣ在镍氢电池极片自动裁切机电气控制系统中的应用朱宇诚（福建省龙岩市第一医院）摘 要：随着工业电气化的深入发展，ＰＬＣ作为一种新型的高科技手段已经被广泛的应用到制造工业的各个领域，为各种各样的电气自动化设备提供可靠的控制方案，对提升生产效率、降低人力成本、提高产品质量等有显著促进作用。
在制造工业领域，控制主要以离散控制为主，ＰＬＣ简便、通用性强、可靠性高的特点，使其成为该领域控制系统的首选之一。
本文介绍西门子ＰＬＣ在镍氢电池极片自动裁切机电气控制系统中的应用，针对电池极片的特点，从工艺要求、方案设计、控制系统硬件和软件设计等方面进行了研究。
关键词：自动裁切；ＰＬＣ；气动０ 引言镍氢电池极片经过浆料涂敷、干燥和辊压之后，形成两面涂层中间发泡镍的三层复合结构卷材，根据电池的规格，需要将电池极片卷材裁切成固定尺寸。
人工裁切因其精度和质量的不稳定性已基本被淘汰，本文在ＰＬＣ相关理论基础上，通过真实案例探讨ＰＬＣ在镍氢电池极片自动裁切机控制系统的应用［１］。
１ 设备概况镍氢电池极片自动裁切机（示意图如图１所示）是利用一套五金冲切磨具、一套自动送料装置和一套自动收料装置组合而成的专用自动裁切设备，整机由１台ＰＬＣ作为控制中枢，２台伺服电机、２台步进电机和５个气缸作为执行机构，２７个传感器用于反馈机器信号。
图１ 镍氢电池极片自动裁切机示意图２ 方案设计２ １ 设备功能概述镍氢电池极片自动裁切机是镍氢电池极片生产线末端的一道工序，可与整条生产线合并使用，也可增加１台放卷机后作为１台独立设备使用。
自动送料装置由１套固定夹板和１套可通过导轨移动的活动夹板组成，夹板的开合由气缸控制，１台高精度的伺服电机通过丝杆结构控制活动夹板的移动，进而实现精确送料。
自动收料装置由１套可上下左右移动的吸盘结构和２套可升降的收料盘组成，吸盘结构的升降由气缸控制，吸盘结构的左右移动通过伺服电机和丝杆结构实现，收料盘升降通过步进电机和丝杆结构实现［２］。
镍氢电池充电器论文.doc
一．概述近年来，因为便携式电子产品用量大增，使得对电池的要求不管是质还是量，都有很大幅度的成长。
在这样的背景下，镍氢电池的也越来越受到广大用户的关注。
镍氢电池于1988年进入实用化阶段，1990年在日本开始规模生产，此后产量成倍增加。
镍氢电池是有氢离子和金属镍合成，电量储备比镍镉电池多30%，比镍镉电池更轻，使用寿命也更长，并对环境无污染。
与镍镉电池相同，镍氢电池也具有记忆效应，但远小于镍镉电池，因此每次充电前没有必要进行放电操作。
镍氢电池的自放电率较大，可达25%—35%每月，其充电方式是以定电流充电，无法耐过充电。
不同型号的电池，由于体积，重量等因素的不同，因而储存容量也不同。
镍氢电池的这些性能也对其充电电路的设计有相关要求，本次课程设计题目就为镍氢电池充电器的设计，具有一定的实用价值。
二．方案设计提到镍氢电池，首先应考虑到电池充电器的基本组成部分，分析如下：第一，充电器一般用的都是220V的交流市电，而镍氢电池充电电压明显要小于220V，而且是直流电，因此充电器内应该有电源部分的电路，对外接的电源进行降压和整流；第二，对电池充电应要考虑该电池的充电电流的大小，对电流应该有个控制部分电路；第三，应时刻对电池两端电压进行检测，作为反馈接到控制部分。
即镍氢电池充电器电路由电源电路、电池电压检测电路、控制电路和充电电路组成，基本设计原理如图1所示：图1镍氢电池充电器电路原理框图由外接220V交流电压通过电源电路为整个系统进行供电，设计控制电路来调整充电电流等相关参数，最后通过充电电路来实现对镍氢电池的充电，与此同时利用电池两端的电压检测电路作为反馈到控制电路中，以此实现整体对镍氢电池的充电过程。
此方案的特点是设计结构清晰简明，工作可靠，无需调整，利用所学的模拟电子技术的只是便可解决。
三、电路设计1.直流稳压电源电路外接市电电源为220V，频率为50HZ的交流电，而实验需要的是直流稳压电源，所以首先应进行交直流的转换，对于整流来说，最常用的要算是二极管组成的桥式整流电路了，用四个1N4007二极管组成桥式电路进行整流。
镍氢电池的工作原理
镍氢电池的工作原理
首先，镍氢电池由正极、负极、电解液和隔膜组成。
正极通常
采用氢氧化镍作为活性物质，负极采用金属氢化物作为活性物质，
电解液则是氢氧化钾或氢氧化锂溶液，隔膜则用于隔离正负极，防
止短路。
在充放电过程中，镍氢电池的工作原理如下，首先是充电过程。
当外部电源施加电压，电流从外部电源流入电池，使得正极的氢氧
化镍发生氧化反应，负极的金属氢化物发生还原反应，同时电解液
中的阳离子和阴离子在电场作用下向正负极移动，充满电池。
其次是放电过程。
当外部电源断开，电池开始放电。
正极的氢
氧化镍发生还原反应，负极的金属氢化物发生氧化反应，释放出电子，电子在外部电路中流动，产生电流，完成电能的转换。
在整个充放电过程中，镍氢电池的工作原理主要是基于正负极
活性物质之间的氧化还原反应和电解液中离子的移动。
通过这些化
学反应，镍氢电池能够将化学能转化为电能，实现能量的存储和释放。
除了充放电过程，镍氢电池的工作原理还涉及到一些其他因素，如温度、压力和循环次数等。
在实际应用中，需要根据这些因素来
设计和控制电池的工作条件，以确保其性能和安全性。
总之，镍氢电池的工作原理是基于化学反应和离子运动的，通
过充放电过程将化学能转化为电能。
了解镍氢电池的工作原理有助
于我们更好地使用和维护电池，同时也为电池的研发和应用提供了
理论基础。
希望本文能够帮助读者更深入地了解镍氢电池的工作原理，谢谢！。
镍氢电池充电管理
镍氢电池充电管理
镍氢电池是一种常见的可充电电池，具有高能量密度、长寿命、低自放电率和环保等优点。
充电管理对于镍氢电池的使用寿命和性能表现起着至关重要的作用。
首先，合理的充电方式能够最大限度地延长镍氢电池的使用寿命。
镍氢电池在充电时，一般采用恒流充电和恒压充电两种方式。
恒流充电是通过控制充电电流的大小来实现充电，可以快速将电池充满，但需要注意充电电流不宜过大，以免过度充电导致电池损坏。
恒压充电是在电池电压达到设定值后，维持恒定的充电电压进行充电，这种方式能够确保电池充满，并且保持电池正常工作状态。
其次，充电时需要注意充电电流和充电时间。
充电电流应根据电池的额定电流进行选择，一般建议充电电流不超过电池额定电流的1C（即电池容量的倍数）。
同时，充电时间也需要控制在合理范围内，不宜过长或过短。
过长的充电时间会导致电池发热，影响电池寿命；而过短的充电时间则可能使电池未能充满，影响电池使用效果。
另外，充电时还应注意温度控制。
镍氢电池的充电温度一般应在0-40摄氏度之间，超出此范围可能导致电池内部反应不均匀，进而影响电池性能。
因此，在充电过程中，应确保电池温度不会过高或过低。
最后，充电管理还包括对充电设备的选择和使用。
应选用符合镍氢电池充电规范的充电器，并确保充电设备的电压和电流稳定可靠。
同时，充电时应避免频繁充放电，以减少电池的循环次数，延长电池寿命。
综上所述，镍氢电池充电管理对于保证电池的性能和使用寿命至关重要。
合理选择充电方式、控制充电电流和时间、注意温度控制以及使用符合规范的充电设备，都是保证镍氢电池正常工作和延长使用寿命的关键要素。
影响镍氢电池性能的因素及制作技术探讨
物质填充量 的减少 ， 因此镍氢电池容量没有办法提高 ， 而
且 也 加 大正 极 制作 成 本 。
个 比较低的速率（ 对于 Ｄ ２ １而言是 ２ ％） Ｓ７ １ ５ 。
除监控功能外 ， Ｓ７ １ Ｓ ７２ 电器还带有 内部计 Ｄ ２ １／ ２ １ 充 Ｄ ④钴加入量对镍氢 电池大 电流放 电性 能的影 响 。 加 时器 ，通过连接到 Ｔ Ｒ脚 的外部 电阻设定最 大充 电时 Ｍ 入钴 对改善镍 氢 电池大 电流放 电性 能具 有非常 好 的效 间 ， 可将快速充 电时间设置为 ０５ ０ 。 ． ～１ｈ 浮充 时间可设定 果 ，一般来说是加人的量越多 ，其大 电流放 电性能就越 为最大充 电时间 的一 半 （． ５ ）根据 所要求 的充 电 ０ ５～ ｈ 。 ２ 好， 不过 ， 假如加入量过多 ， 那一方面会造 出成本升高 ， 另
大 口年 吴合 卜
（ 深圳市三俊 电池有限公 司， 广东 深圳 ５ ８０ ） １１９
摘 要 ： 氢 电池 是 当前 广 泛应 用的 一 种 ， 电池 行 业 中有 着较 高 的 比 重 。 而 关 于其 制 作 技 术 和 性 能 影 响 因 镍 在
素 的 控 制 ， 成 了保 证 产 品质 量 的关 键 。 文章 将 就 影 响 镍 氢 电池 性 能 的 因素 及 制 作技 术进 行 探 讨 。 就
氧过电位 ， 并可以降低充 电电压 ， 最终实现充 电效率 的提 防止颗粒增大 ， 使其保持高度分散状态 。 加入 ＬＯ 但 ｉＨ不 否则会影响 电活化进程 。 一般认为铁会 降低析氧 高。 但是 ， 其也有一定 的缺点 ， 比如说添加过量的钴 ， 就可 宜过多 ，
能不导致镍氢电池成本增加 ， 而且还将降低放电电位。 过电压 ， 使镍氢 电池充 电效率下 降 ， 碳酸盐在电极表面会 使镍氢 电池 内阻增大 ； 硫化物会形 成树枝状生 ①不 同钴添加剂对容电量 的影响 。 一般来说或 ， 表面 生成薄膜 ， 部分氧化 的 Ｃ Ｏ将会显示 出很好 的活性 ，而那些表 面没 成物 ， ｏ 造成镍 氢 电池短路 ； 酸盐可使 电极 容量损 失 ； 硅 氯 化物则造成电极腐蚀 ；而有机化合物却会增 加 自放 电效 有 经 预 氧 化 的 Ｃ Ｏ（ Ｓ Ｃ Ｏ）虽 然 也 会 表 现 出 一 定 的 ｏ 即 －ｏ ， 活性 ， 因为其在空气 中不稳定 ， 以和氧气接触深度氧 应及 发 生 副 反应 等 ， 但 所 因此 必 须 控 制 。 化， 最终会导致其 活性降低。 ２ 镍氢 电池充 电控制技术 ②不同氧化度 的影响 。 一般来说 ， 随着表面氧化度 的 虽然 镍氢 Ｄ ２ １／Ｓ ７２充 电器 与镍镉 充 电器 相 Ｓ７ １ ２ １ Ｄ 加深 ，ｏ Ｃ Ｏ的活性会随之逐渐降低 ，不过在 ２ ％以前 ， ０ 其 下 降不会 很明显 ， 而当氧化度超过 ２ ％时 ， 活性将会 似 ， ０ 其 但是镍氢充 电器采用 △Ｔ ｒ ／ 方法终止充 电， ｄ 这种方法 迅速 而急剧 的下降 。这是 主要是 因为其 表面高 价态 的 是当前镍氢电池充 电的最佳方式。由于镍氢电池充 电结 Ｃ ３ ４ 多 而 影 响 到 Ｃ Ｏ在 化 成 时 的转 变 。 ｏ０ 太 ｏ 束时 ，其 电压下降幅度不大 ，因此在低充电速率 （ 低于 ③ 添 加 量对 正 极 利 用 率 的 影 响 。 般 而 言 ， 一 添加 极 少 ０ Ｃ 这取于温度 ） ． ， ５ 之下 ， 往往不会 出现电压下降。 量 的（Ｗｔ 表面未经预氧化的 Ｃ Ｏ， ２ ％） ｏ 都可 以获得较 高的 Ｄ ２ １ 采用线性控制结构 ， Ｓ７ ２ Ｓ ７ １ Ｄ ２ １ 采用开关控制结
镍氢电池工作原理
镍氢电池工作原理
镍氢电池是一种重要的多次充放电电池，其工作原理基于镍氢（NiMH）化学反应。
这种电池包含两个主要的电极：负极和正极。
负极由镍水合物制成，正极则由氢氧化镍制成。
当镍氢电池的正负极连接起来时，开始充电过程。
充电时，正极中的氢离子会在电场的作用下从电解质中释放出来，并转移到负极上。
同时，负极上的镍水合物中的镍离子会被氢离子还原为镍金属。
这个过程是可逆的，因此充电后的镍氢电池可以进行多次充放电。
在放电过程中，镍氢电池会产生电流。
此时，镍水合物中的镍金属会被氧化为镍离子，并释放出氢离子。
这些氢离子会从负极转移到正极上，并在正极上与氢氧化镍反应，恢复为水。
这个反应释放出的电子将形成电流，可供外部电路使用。
镍氢电池的工作原理主要基于镍氢化合物中镍离子的氧化还原反应，以及正负极之间氢离子的传递。
通过这些反应，镍氢电池能够可靠地存储和释放电能，实现多次充放电的功能。
这种电池具有高能量密度、长寿命和环保的特点，因此在许多应用中得到广泛使用。
镍氢电池充电方案
镍氢电池充电方案镍氢电池是一种常用的可充电电池，具有高能量密度、长寿命和环保等优点。
为了有效充电镍氢电池并保证其性能和寿命，制定一个合理的充电方案非常重要。
本文将介绍一种适用于镍氢电池的充电方案，并探讨其优势和适用范围。
一、充电方案概述针对镍氢电池的充电需求，我们建议采用恒流充电和恒压充电相结合的方式。
具体步骤如下：1. 恒流充电阶段：初始阶段采用恒定电流充电，将电池电压逐渐提升至设定阈值。
此阶段的充电速度相对较快，可快速将电池充至一定电量。
2. 恒压充电阶段：当电池电压达到设定阈值后，转变为恒定电压充电。
此阶段的充电速度较慢，电流逐渐减小，直到电池充满。
二、充电方案的优势1. 充电速度快：恒流充电阶段采用高电流进行充电，可快速将电池充至一定电量，提高充电效率。
2. 保护电池：采用恒压充电阶段可以防止过充，当电池电压达到设定阈值后自动降低充电电流，避免充电过程中对电池产生过高压力，延长电池的寿命。
3. 充电控制精准：充电方案中的阈值设定能够对充电过程进行精确控制，根据电池的特性和容量进行调整，确保充电过程稳定可靠。
4. 适用范围广：该充电方案适用于各种容量的镍氢电池，无论是小型的移动设备电池还是大型的储能电池，均可采用此方案进行充电。
三、充电方案的注意事项1. 充电电流选择：恒流充电阶段的充电电流需根据电池的容量和要求进行选择，过低的电流会导致充电过慢，过高的电流可能会损坏电池。
2. 充电电压设定：恒压充电阶段的电压设定需要根据电池的额定电压和要求进行设置，过高或过低的电压均可能对电池造成损害。
3. 充电温度控制：充电过程中应注意控制电池的温度，过高的温度可能会引发安全问题，过低的温度会影响充电效果。
四、总结针对镍氢电池的充电需求，本文提出了一种恒流充电和恒压充电相结合的充电方案，并介绍了其优势和注意事项。
该充电方案具有充电速度快、保护电池、充电控制精准和适用范围广的特点，可为镍氢电池的充电提供有效的解决方案。
镍管的电池和储能设备中的应用及优化方案
镍管的电池和储能设备中的应用及优化方案概述：随着全球能源需求不断增长，人们对可再生能源和高效能源储存的需求也越来越迫切。
镍管作为一种重要的材料，被广泛应用于电池和储能设备中。
本文将探讨镍管在电池和储能设备中的应用，并提出一些优化方案，以提高其性能和效益。
一、镍管在电池中的应用：1. 镍氢电池：镍管常用于镍氢电池的负极材料，其具有良好的导电性和化学稳定性。
同时，镍管能够提供良好的储氢能力，提高电池的能量密度。
优化方案：通过制备高比表面积的镍管，可以增加电池的能量密度和充放电效率。
2. 镍锂电池：镍管也被广泛应用于镍锂电池的正极材料中，其具有高比容量和优越的循环寿命。
优化方案：采用合适的包覆材料，如二氧化钛、氧化铝等，可以提高镍管在镍锂电池中的循环稳定性和安全性。
二、镍管在储能设备中的应用：1. 镍氢储能系统：镍管制备的负极材料广泛应用于镍氢储能系统中。
由于其高储氢容量和优异的循环寿命，镍管能够提供可靠的能量储存和释放能力。
优化方案：通过控制镍管的微观结构和尺寸，可以提高储氢速率和储存容量。
2. 镍铁电池：镍管也被应用于镍铁电池的正极材料中，其具有高能量密度和长寿命特性，适用于大规模储能应用。
优化方案：通过调控镍管的形貌和结构，可以提高镍铁电池的能量密度和循环寿命。
三、镍管在电池和储能设备中的优化方案：1. 长寿命设计：优化镍管的结构和材料，提高其循环寿命和抗腐蚀性能。
例如，采用合适的包覆材料或表面涂层，可以减少镍管在电池或储能设备中的金属腐蚀。
2. 高能量密度设计：制备具有高比表面积的镍管，提高电池和储能设备的能量密度。
同时，对镍管的微观结构进行调控，以增加其储氢或储锂能力。
3. 快速充放电设计：通过改变镍管的形貌和尺寸，提高电池和储能设备的充放电速率。
例如，制备多孔结构的镍管，可以提高电荷传输速率和储氢反应速率。
4. 环境友好设计：在镍管的制备和应用过程中，采用环境友好的方法和材料，减少污染物的排放和资源浪费。
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1 温度曲线 ! 电压曲线
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图*
充电电压曲线及温升曲线
通过对这 * 组曲线的分析可知： 图 1 表明电池组曲线有一个明显的充满标志。 电池在该曲线最高电压点后， 电池电压随着充电时 间的增加， 非但不升高反而缓慢下降， 即 “$!% ” 现 象。这一特性不随环境温度、 初始荷电状态、 充电方 式以及电池组充电过程的处置方法等条件的影响 而变化， 只要电池达到充满状态， 就一定出现 “$!% ” 现象； 在历时约 & & 2 左右的充电过程中， 曲线前
!=
企 业 技 术 开 发
!""# 年 $ 月
“*!+” 等等， 可以根据特定的使用要求， 选择不同参 数方式加以实施； 镍氢电池的充电控制系统， 都必须具有防过充 的强控制能力， 并在措施中得到确切的保障； 信息具有极慢的变化特征， 系统应在处理速度 上作适配性的调整； 系统检测分辨的精度至少要达到 ",""#- 以 上 。 的水平 （#" +.",""""#/!,# 01 ）
充电控制法的实施研究 % “ *! +”
从上可知， “*!+”的充电控制需要解决两大关 键问题：高分辨率和低成本这两个要素的合理统 一， 软件的控制模型必须精确到位。关于前者， 采用
3 变换 器 的 线 性 度 优 良 ， 至 少 能 达 到 ",)- 以 上 水
平。其次， 镍氢电池的充电控制信息是一个极慢变 化的微弱信号， 特别适合 + 2 3 变换的慢速要求。 经电路实验表明，采用 &’(() 实施的 + 2 3 变 换器， 其电气性能指标基本满足 “*!+” 型充电控制 器的要求（电压测量范围： "9)"" +:;；电压测量精 度： ， 其典型电路如图 % 所示。该电路可作 ",""!- ）
了解， 其典型的充电曲线如图 1 所示， 该曲线是对 用 +-!3 倍率的电流， 在环境温度 !"% , 1+/2 的电池， 为 *&4 的情况下， 容量从零开始实测充电全过程的 记录曲线。图 ! 为镍氢电池在不同的环境温度下， 用 +-!3 倍率充电的电压曲线。图 * 为 !"% , 1+/2 电 环境温度在 *54 情况下的充电 池组在容量是 &+. 、 电压曲线及温升曲线。
#
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镍氢电池的充电曲线特征
首先应对镍氢电池的性能有一个较为深入的
部 12 小时除外，后面约 & 2 内电池组电压仅上升 （!5-"%!!6-"%） 。在此段时间内， 平均每分钟电 1% 信号的信息变化是一个极缓 池电压上升不到 " ’% ， 慢的过程。 图 ! 曲线表明： “$!% ” 是温度的 “敏感” 函数。 环 境温度越高， “$!% ” 点就越低， 反之越高 。 就 !"% ,
第 !" 卷第 # 期
阎勇， 等： 镍氢mp;+
施， 另一个关键的问题就是测试精度要求较高。由 于镍氢电池忌讳过充， 必须要求 “$!%” 后 & ’()， 甚 至更短的时间内停止充电， 实验测试表明该过程电 池组的电压下降仅在 *+ ’% 以内， 要做到分辨率为
（% ） !5-&
1+/2 组合电池在不同温度下的 +-!3 倍率充电电压 曲线而言， 当环境温度变化 14 时， “$!%” 平均变化 达 &+ ’%。 图 * 曲线表明了电池组在充电过程中， 电池组 的温升变化过程。 通过计算得到： “$!% ” 点前的电池 组平均温升速率为 +-+*1 4 , ’() ， $!% 点 到 关 机 前
?
镍氢电池组的充电控制技术概况
当前国内外关于镍氢电池的充电控制器产品很
多， 性能指标、 价格千差万别。 就控制技术而言， 基本 分为 > 类： 容量控制法、 &DEF 控制法以及 =!& 控制 法。
?)? 容量控制法
该方法即直接对充进电池的电量进行精确的计 量控制。当充电器的恒流源以恒定电流 2 对电池充 电， 对充电时间 + 做计时控制， 就能准确知道充电 电量 G， 得到电池的容量 -HIGHI2+。式中， I 为充 电效率系数， 是一个小于 ? 的常数。 容量控制法具有简单易行、 测控准确、 运行稳定 可靠的特点。 但也有适应性窄的局限性， 因为每次测
第 !% 卷第 $ 期
企 业 技 术 开 发
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镍氢电池充电控制技术的探讨
阎 勇， 刘国兴
（湖南省动力化学电源工程技术研究中心， 湖南 长沙 %?"""% ）
（% ）
&+ % , ! ’% 的精度，就要求系统检测的分辨率达到 +-++&.以上。用 / , 0 变换按字长 1& 位以上或双斜
积分式十进制 / , 0 变换按四位半以上来安排实现， 都将增大控制器成本， 这对于普通商品中使用的简 便充电器产品而言， 不能不说是一种遗憾。 控制方法可靠、 稳定， 具有其它控制方法 “$!%” 无可比拟的优势， 较为适宜于精密控制、 质量监控 及实验测试等场合应用。 综合上述 * 类充电控制技术的介绍，各有所 长， 同时也具有各自的局限性， 在实际实施过程中， 应权衡各方面的因素加以选择应用。就镍氢电池的 运行效能、 维护保养、 使用寿命而言， 我们认为采用 “$!%” 充电控制法更为可靠些。
镍氢电池由于充放电效率高、 循环寿命长、 重量 轻、 安全可靠和绿色环保等显著特点， 因而具有广阔 的应用领域和市场前景，目前正受到越来越多行业 的关注。如何处理好镍氢电池特性与充电控制技术 的匹配问题，将直接影响到镍氢电池的使用寿命及 充放电效率的发挥。
控前都必须确保电池剩余容量为零才能准确计算容 量。对于民用领域， 因条件限制、 操作麻烦将受到极 大的限制。
图1
（% ）
充电电压曲线
*1
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"+4 时电压曲线 *+4 时电压曲线 !+4 时电压曲线 1+4 时电压曲线 +4 时电压曲线
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!@ 1 !5 + *#+ 6!+ 1 +5+
（A）
*
充电控制系统的基本要求
系统的控制参数可以有时间、 容量、 %’<= 以及
图!
不同温度下充电曲线
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12-&3&+ 4&’0&5560&’7 85&956+ %:+ ;63<90%&+ =39956>7 ;5<?&%@%’> ， 8?3&’A?3 ， 2-&3&7 BCDEEF ， 8?0&3G
摘 要： 镍氢电池充电控制技术是镍氢电池使用维护的重要组成部分。 为了充分发挥镍氢电池的效能， 文章对国 内外各种镍氢电池充电控制技术的性能进行了客观的分析比较， 重点就 “=!& ” 充电控制技术及实施方法进行了 控制方式的可靠性。 探讨和介绍， 并进一步证实了 “=!& ” 关键词： 镍氢电池； 电池充电器； =!& 控制法； & A 7 变换 文献标识码： 文章编号： （!""# ） 中图分类号： +6@?? 3 ?""$=B@>C "$=""!$="%
%,) + 2 3 变换技术及在*!+ 控制中的应用 首先 + 2 3 变换有高分辨率的特点， 最高工作频
率 可 达 % ’45， 即 采 样 入 口 电 压 可 以 分 辨 到 ) 2 % 按一般频率 #" 645 运作， 满采样入口电压 )"" ’+。 分辨率就能达到 ",""!- 的水平， 即可测到 + 规范， ! 0+ 的 精 度 ， + 2 3 变换器还普遍具有外围电路简 单， 输入电压范围宽， 配合使用方便的优点， 一般仅 需 ) 个计数端口或 7 2 8 端口便能正常工作， 同时 + 2
的平均温升速率为 +-+&6 4 , ’()，关机后至最高温 度点前的平均速率为 +-+"5 4 , ’() 。说明当 “$!% ” 出现后，电池组的平均温升速率将提高近一倍， 电 池组将因迅速发热而使温度提高。为了避免此种现