介绍一种优秀的充电模式（虽然有些老了，但是，考虑的问题还是比较全面和适用的）

abt-bj

     前言：目前电动自行车使用的阀控式密封铅酸蓄电池（以下简称电池）源于电信、电力行业浅循环使用的浮充电池，虽然在极板配方、结构方面做了一些适应性改动，与国际市场流行的深循环电池还有很多重大差别，失效模式的差别也很大。我们也无可避免的经历了浅循环电池深循环使用的过程，积累了浅循环电池深循环使用的经验。其中充电模式是非常重要的，良好的充电模式可以延长浅循环电池寿命100％！针对中国大陆目前情况提出经过验证的充电模式，来提高电池深循环使用寿命。
1  失效分析
中国大陆的电动自行车与国外电动自行车使用用途不同，使用条件不同，对阀控式密封铅酸蓄电池、充电器需求也不同。中国大陆的电动自行车是作为代步工具为主要用途，国外电动自行车是以休闲健身为主要用途。所以，使用条件和要求也不同，所以失效模式也不同。
现象：
剔除早期失效电池，失效统计如下：
国外电池失效模式几乎是单一的硫化失效，占95％以上；
国内电池失效模式单纯失水占66％，失水与硫化2种模式同时存在的约占97％以上。单纯硫化失效的低于10％，也主要是在流通环节形成电池超期存贮而引起的。
分析：
国外电池使用频次不高，2次使用间隔长，硫化严重。利用铅酸蓄电池脉冲修复仪器修复，可以修复的占97％。
国内电池失水严重，而失水以后，电池的硫酸浓度提高，使得极板硫化，同时极板腐蚀严重。所以必须解决失水问题。国内也发现部分电池失效以硫化为主，经过深入调查，均发现其不同程度的存在流通周期长或者季节性使用的特征。而硫化的电池更加容易失水。形成硫化和失水共存的现象。
除了少数厂商的产品以外，真正出现单纯正极板腐蚀、变形、活性物质脱落、软化引起的失效较少。这说明国内除了少数厂商以外的电池极板还是比较适应深循环的，主要问题是失水和硫化，而失水和硫化与充电制度有密切关系。注1
结论：
中国大陆的电池需要较长的深循环寿命，必需解决失水和硫化双重问题，而国外的动力型电池需要解决长期存贮抗硫化措施即可。
2抗失水措施
现象：
国外的深循环电池与浅循环电池和浮充电池在结构上不同。其明显特点是：排气阀开启和闭合压力大（80kpa以上），结构强度大大优于国内电池的强度，散热好，大、中型电池还有“消氢”装置。这样，国外的动力电池适应0.5C～5C的快速充电，充电电压高于2.4V/单格，有－△现象产生。
国内电池开阀压低且离散性大。由于3组电池串连使用，开阀压低的相对失水多，硫酸比重上升，第一反映是电池充电“先进”。硫酸比重的上升，导致相对硫化严重，电池内阻增加，充电电压高于其他电池，失水也比其他电池严重，还使其他电池产生欠充电形成电池充电“落后”而加重其他电池硫化，放电时电池落后。由于国内电池开阀压太低，有些电池还没有出现－△现象就已经排气了。深循环寿命试验中不难验证，失水与开阀压强相关。多数厂商的电池开阀压离散性太大，无论如何强调电池的组配，没有开阀压的组配或控制，失水不同，必然导致电池落后。
单纯的增加排气阀开启、闭合压力也不一定适应快速充电。快速充电必然越过2.4V/ 单格，使电池温升较高，充电结束以后，氧循环消耗部分氧气，特别是电池气室温度下降，气体体积缩小，一些电池结构设计可以满足内部压力增加，却不能满足内部压力下降的要求，导致电池外壳收缩变形。所以一些动力电池在塑料外壳外面还增加了刚性较好、散热也优于塑料的金属外壳。
而消氢需要贵金属“钯”，在结构方面也不一定适应小型密封电池的要求。
国内的阀控式密封铅酸蓄电池基本上是面向浮充电源和浅循环电压使用的电池，其充电电流较小，循环深度一般不高于50％～80％。一些UPS、备用电源使用的2.25V/单格恒压充电或者恒流限压充电，完全恢复容量往往需要数日甚至数十日。由于充电电压低或者电流小，充电完全控制在大量析氧以下，电池内压不大，所以排气阀的开启、闭合压力可以做的较小，电池的结构可以轻巧，这样降低了电池的重量和成本，提高了电池的比容。把这样的电池进行恒压限流充电，电压提高到2.4V/单格，已经进入了大量析氧低于析氢电位，排气阀开启压力又低，必然存在着排气失水。
分析：矛盾的焦点是恒压限流充电的恒压值低了，充电的充入电量不足；恒压值高了析氧排气失水。所以首先分析恒压值的选择。
举例：
恒流限压充电在达到大量析气电压时充入电量为8.5Ah，按充入电量为12Ah计算，还要通过补足充电充入3.5Ah；而脉冲充电达到10.35Ah，如果按充入电量12Ah计算，还要通过补足充电充入充入1.75A h。如果对12A h 电池按照0.05CA(折合0.6A)电流充电进行补足充电，恒压限流充电的需要3.5A h/0.6A=5.83h。总充电时间超过10小时。而脉冲充电按照0.05CA(折合0.6A)电流充电进行补足充电，恒压限流充电的需要1.75Ah/0.6A=2.91h。总充电时间少于8小时。
大量析气电压点与温度有关，是负温度系数。
进入大量析气电压，充电电压上升速率迅速增加，可以用正的dv/dt进行大量析气电压判断。
通过对曲线的分析可以发现，如果充电恒压值选2.35V/单格，充入电量仅仅下降0.3Ah。但是，从图2的析气速度观察，析气速度却明显下降。如果对析气速度曲线积分，形成析气量曲线，进入恒压状态的析气量占整个析气量的64％。还可以发现，维持）2.4V/ 单格的恒压充电，析气量占34%。如果充电电压限制在2.35V/单格；如果充电电压进入2.35V/单格就立即减少充电电流，使充电电压低于2.35V/单格；析气量必然大大下降。这样，形成分段恒流充电，析气量远远小于恒压限流。
第二，补足充电电流的选择。
对析气来说，补足充电电流越小越好。但是必然带来补足充电时间过长，而影响充电时间。所以必须兼顾析气和充电时间2个因素。在充电电压接近大量析气电压以后，如果以0.1C(A)充电，气体复合效率为30％。如果以0.03C(A)充电，气体复合效率达98％。由于充电时间的限制，选取0.05C(A)电流，气体复合效率达到90％。      
第三，涓流充电的选择。
经过恒流限压充电和补足充电，电池充入电量已经达到标称容量的95％以上，电池就可以使用。不过长期这样使用，复极板部分的硫酸铅结晶不能被还原，逐渐形成大的硫酸铅结晶沉
积，降低了电池寿命。补足充电以后再以0.02C(A)电流充电，所充入电量与容量关系不大，却可以减少大硫酸铅结晶的生成。而气体复合效率接近100％，失水微乎其微。
3抗硫化措施
现象：
电池的硫化现象还是存在的。前面介绍了国外电动自行车使用情况，往往电池的超期存贮形成严重的硫化。国内一些用户也存在这种现象。由于冬季室外气温较低，一些用户从深秋到初春都不使用电动自行车。停止使用时间差不多有半年，电池出现较严重的硫化。有一些电动自行车流通周转时间长，增加了存贮期，导致电池出现硫化。一些电池制造商为了提高电池的比容，在没有相应的去硫化措施时，提高了电解液的比重，增加了电池硫化的条件。一些电池失水以后，电解液比重上升，也形成了硫化的条件。一些用户在电池容量第一次耗尽以后人力骑行一段，发现电池又可以供电，就继续使用电力驱动，导致过放电，形成硫化。多数恒流限压的充电器没有温度补偿，形成夏季过充，冬季欠充。欠充导致硫化。串连充电时，落后电池的欠充、过放也形成硫化的条件。
硫化的电池反映是电池内阻增加，充电电压上升快，充电结束以后电池开路电压下降多，串连放电时电压下降快。
分析：
首先是用户对电池正确的使用和保养。很多电动自行车的说明书缺少这方面的介绍。不过即便有了介绍，也难以控制全部用户的正确使用。
第二，超期存贮和用户停用始终是产生硫化的重要因素。
第三，失水后，电解液比重上升，也是产生硫化的条件。
第四，硫化与失水可以形成恶性循环。
第五，电池落后形成产生硫化的条件。
第六，没有温度补偿的充电器的冬季欠充也形成产生硫化的条件。
这就需要充电器在充电过程中可以抑制硫化，如果产生了硫化，应该可以修复硫化。
抑制硫化和修复硫化最根本的机理是：利用脉冲前后沿产生数GHz的谐波成分与大硫酸铅结晶产生谐振，打碎硫酸铅大结晶。基于这个原理，产生了快速充电脉冲前后沿的脉冲充电，甚至出现扫频脉冲来寻找硫酸铅大结晶的谐振点的电池硫化修复设备。这在世界也形成了数百个专利技术。
利用数学的傅立叶积分可知，脉冲前后沿越陡峭、脉冲宽度越窄，脉冲的谐波成分越丰富，高次谐波成分衰减越小。
也看到一些脉冲充电器，由于脉冲产生方法不当，脉冲的前后沿很差，尽管带去极化的脉冲充电可以提高电池的充电接受能力，对抑制硫化和修复硫化的作用十分有限。
结论：
快速的脉冲充电的脉冲前后沿可以抑制产生硫化。既然打碎硫酸铅大结晶是靠快速的脉冲前后沿而不是充电过程，可以提高脉冲频率多产生一些脉冲前后沿，形成专门的电池硫化修复功能。
4ABT6502集成电路和外围电路形成的充电模式特点
业界仁人几年以前就已经体会到，不是一个单片机加上开关电源就是智能充电器，关键是看充电模式。而ABT6502恰恰是完全针对36V/12Ah电池的一种专用控制芯片，其成本低，外围电路简单，可靠性高，抗干扰性强，功能齐全。其主要特点是：
a.具有环境温度检测功能，通过测量环境温度的数值，计算出大量析气电压，及时减少等效脉冲充电电流。有效地抑制了高温过充而引起的失水和低温欠充而引起的硫化。dv/dt的上升，必然伴随着大量析气。通过dv/dt 分析大量析气电压，可以不受温度的影响；电池新旧程度不同，大量析气电压也变化，而dv/dt现象却是一致的,所以也适应旧电池的析气判断。
b.利用减小脉冲占空比的方法，实现等效减少充电电流，使得外围电路简单，降低成本，同时增加充电脉冲的扰动，改善抑制硫化的效果。利用1.5~2.5倍充电电流的去极化脉冲，降低极板温度，改善充电接受能力。
c.在开关电源2A限流的条件下，通过减少占空比精确的产生等效0.05C(A)补足充电电流和0.02C(A)涓流充电电流。
d.经过快速充电、补足充电、涓流充电以后，以占空比等效电流为40 mA的脉冲，对电池进行维护，既可以补偿自放电的损失，又可以抑制电池硫化。
e.通过分段充电，析气量远远小于恒压限流充电，所以失水量也远远小于恒压限流充电。
f.增加8.33KHz的快速小电流限流脉冲修复硫化和过充电修复硫化功能，2种修复状态来修复已经硫化的电池。
g.具有上电检测功能，电池未接或者反极，均不能进入充电状态，以防止烧蚀充电器和电池的接插件。
h.LED指示未上电、4个充电状态，2种维修状态。
i.可以预置调试状态，生产过程调试方便。串口输出，通过工装可以数字指示充电期间的开路电压和温度段。
通过这些功能，大大减少了充电过程的失水，抑制了电池硫化，对已经硫化的电池可以修复。
5效果   
    a.利用ABT6502分别对2种国产电池进行100％DOD的加速寿命试验，另外选用国产产量较大的2种充电器，其中一种是分段恒压限流充电器充电，另外是一种电流递减的充电器。以容量下降到标称容量的75％为失效判据。使用恒压限流充电器（和电流递减充电器）最好的仅仅做到280个循环，而ABT6502组成的脉冲充电器最差的一组是641个循环。因为时间关系，好的电池超过900个循环，现在还没有失效2种充电器在电池寿命中止时极板的电子显微镜照片。从照片对比可以明显观察到，脉冲充电的极板硫酸铅结晶很小。
b.某国产名牌电动自行车，平均每天骑行30公里，一周年骑行约9400公里。使用原装的恒压限流充电器的电池已经不能续行30公里，测量电池容量下降到低于标称容量的50％。而使用脉冲充电器，电池续行能力还在40公里以上，测量电池容量在标称容量的90%以上。
    c.对存储期超过一年、在二年以内的电池，其最好的电池残存荷电能力为标称值的20％，多数已经不能充电了。利用脉冲修复功能，辅助过充电修复功能来进行硫化修复，电池的荷电能力全部恢复到标称容量的97％以上。对存储期4年半的电池进行修复，30只电池损坏2只，其余容量恢复到标称容量的65％。

姜子牙1968

abt先生您是专家，受益匪浅。德尔福网站您可以用google搜索。德尔福产品在各地均有销售。该产品已为国内各轿车配套。

姜子牙1968

去了几个论坛，像我们水准这么高的没有，关键是有优秀专家的存在像老顽童、牢房、abt、daxie``````希望大家保持这种热情。

abt-bj

我不敢公开，不是保密，而是怕有广告的嫌疑。给我发E-mail。好吗？

京声

你的Email？

abt-bj

abt-bj@163.com

abt-bj

这个帖子还是有参考价值的。

马赛克

我觉得电池修复仪最好是在电池的零售商那里推广
也包括电动车的售后维修点

水穷云起

好建议，多谢！

马赛克

主要是考虑到成本和利用率问题。