最后的分享

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赵老驾鹤西去,张老忙于自己的事情,水工,KIN1945也很少现身.遗憾之极!
最后在此分享一点充电方法,供各位参考.因已申请专利.所以只供各位研究,切勿按此大量生产,以免发生不愉快.
权利要求书:
1.一种用于铅蓄电池维修和降低充电损伤的充电方法，它含有两种充电状态：分别为常规充电状态和过充维修充电状态。常规充电状态包含四个充电阶段:
第一阶段: 低电流充电阶段，
第二阶段: 含有放电脉冲的限压低频脉冲充电阶段，
第三阶段: 稳定的恒压充电阶段，
第四阶段: 恒流限压的高频脉冲补充充电阶段。
过充维修充电状态包含五个充电阶段:
第一阶段: 低电流充电阶段，
第二阶段: 含有放电脉冲的限压低频脉冲充电阶段，
第三阶段: 稳定的恒压充电阶段，
第四阶段: 恒流过充维修阶段
第五阶段: 恒流限压的高频脉冲补充充电阶段。
此两种充电状态的区别在于,在常规充电状态的第三阶段和第四阶段之间增加一个恒流过充维修阶段,它就变成了过充维修充电状态.
2.如权力要求1所述的充电方法,其特征在于按常规充电状态进行充电的充电方法是独立的权利要求,按过充维修充电状态进行充电的充电方法也是独立的权利要求.
3.如权力要求1所述的充电方法,其特征在于多次按常规充电状态进行充电后,进行一次按过充维修充电状态的充电.常规充电状态的充电次数和过充维修充电状态的充电次数的比率在8比1到20比1之间.
4.如权力要求3所述的充电方法,其特征在于从开始充电到第三阶段结束记为充电一次.
5.如权利要求1所述的低电流充电阶段，其特征在于其电流值在0.1到0.25C时率之间。此阶段的电流可以是恒定的，也可以是变动的。
6.如权利要求1所述的含有放电脉冲的限压低频脉冲充电阶段，其特征在于其充电步骤为一充一放，如此反复。一充一放定义为一个脉冲，则脉冲频率在1到10赫兹之间。
7.如权利要求1所述的含有放电脉冲的限压低频脉冲充电阶段，其特征在于放电的电量是随着充电电流递减而递减的,且每一周期内的放电电量远小于充电电量。
8.如权力要求1所述的充电方法,其特征在于从第一阶段翻转到第二阶段的门限电压值在2.35到2.45伏之间。
9.如权利要求1所述的恒流限压的高频脉冲补充充电阶段，其特征在于其充电步骤为一充一停，如此反复。一充一停定义为一个脉冲，则脉冲频率在1000到20000赫兹之间。
10.如权利要求9所述的恒流限压，其特征在于每个周期的平均电流相等，占空比相等。其峰值电流在0.1到0.5C时率之间,其平均电流在0.01到0.05C时率之间.
11.如权利要求9所述的恒流限压，其特征在于当检测到蓄电池端电压达到限压值则停止充电，当检测到端电压低于限压值时则开始充电，如此反复。其限压值在2.2到2.35伏之间。
12.如权利要求1所述的恒流过充维修阶段, 其特征在于电流值在0.03到0.08C时率之间.
13.一种用于按权利要求1所述的充电方法进行充电的装置,其特征在于它含有一个计数存储器用于记录充电次数,以便实现多次常规充电,一次过充维修充电的翻转功能.

说明书
用于蓄电池维修和降低充电损伤的充电方法与装置
技术领域
本发明涉及到一种用于铅蓄电池充电的充电装置，更具体的说，本发明涉及到用于铅蓄电池维修和降低充电损伤的充电方法与装置。
背景技术
电池充电是通过向电池提供电流，从而使正负极板电离成相反的电位而完成。传统的充电方法有恒流充电和恒压充电，这两种方法的不足之处在于充电时间长，温升高，析水严重。
为了缩短充电时间，有关人士又提出了恒压限流的充电方法。此方法是先以恒定的大电流将电池充到阀值电压，再以恒定的电压完成充电。此方法使得铅蓄电池充电完成时间缩短到12小时以内，但是对于电池的损伤依然很严重。
随着充电技术的发展，又出现了以脉冲电流为基础的充电方法。中国发明专利申请号“98801712.1”披露了一种电池快速充电的方法，进一步缩短了充电完成时间，同时降低了温升。但此方法仍然无法解决充电末期的析水，同时对于蓄电池硫化和充电不均等失效也不能有效防止。
发明内容
本发明的目的是提供一种充电方案，在保证电池在足够短的时间内充完电的同时，最大限度的延长电池寿命。本方案针对铅蓄电池的失水，硫化等多种失效模式，有针对性的提出解决措施，并系统的实施。
长期以来，人们发现铅蓄电池的容量在使用中越来越小。例如新买的电动自行车通常可以行驶几十千米，但是在使用一年或几年后，充满一次电后却只能行驶几千米甚至更短。造成蓄电池失效的原因主要来自于以下方面。
首先是电池失水的问题。电池的失水来自于多方面，仅从充电的因素来考虑。主要原因是充电电压大于析气电压。
其次是硫化问题。在解剖失效电池中，单纯硫化失效的电池不是很多，但是，几乎所有的电池都不同程度的存在着硫化。从使用情况来看，造成硫化主要有两点原因：一是电池放电以后没有及时充电，另外就是因为充电器的原因长期欠充电导致硫化。
第三是正极板软化问题。正极板软化实际上是α－PbO2转化成β－PbO2的过程。电池一旦出现软化，正极板的多孔结构被极板的压力压实，就降低了参与反应的真实面积，电池容量下降。同时软化的二氧化铅也会从极板上脱落，造成容量下降。充电导致此失效的主要模式是：电解水时产生的气体会冲击正极板，加速正极板软化脱落。大电流充电也会影响正极板的结合紧密度，加速正极板的软化和脱落。
第四是正极板栅腐蚀。目前，铅蓄电池的正极板栅基本上都是铅合金，铅在充电过程中会被氧化成硫酸铅和二氧化铅。仅从充电情况来考虑，为了防止腐蚀,应有效控制过充电。
第五是热失控。对于免维护铅蓄电池，如果充电电压过高，会由于充电本身的放热和氧气化合的放热使得电池电解液温度上升。温升导致电池内阻降低，内阻的下降又加大了充电电流。电池温度升高和充电电流加大相互影响；最终变的不可控制，使电池变形或开裂而失效。对于热失控，除了需要有效控制最高充电电压值外。最好的方法是能在恒压阶段监测充电电流，在充电电流持续的不降反升时应停止充电，以防止热失控。
    针对以上电池失效模式，本发明提出了一种充电方案。本充电方案具有两种充电状态，分别为常规充电状态和过充维修充电状态。常规充电状态分为四个充电阶段,分别为:
第一阶段: 低电流充电阶段，
第二阶段: 含有放电脉冲的限压低频脉冲充电阶段，
第三阶段: 稳定的恒压充电阶段，
第四阶段: 恒流限压的高频脉冲补充充电阶段。
过充维修充电状态分为五个阶段, 分别为：
第一阶段: 低电流充电阶段，
第二阶段: 含有放电脉冲的限压低频脉冲充电阶段，
第三阶段: 稳定的恒压充电阶段，
第四阶段: 恒流过充维修阶段，
第五阶段: 恒流限压的高频脉冲补充充电阶段。
    铅蓄电池充电的过程，实际上是一个将硫酸铅转化成金属铅和二氧化铅的过程。在给电池充电的过程中，先期因为超电势的原因使得在正极板上析出二氧化铅，负极板上析出铅。但是随着极化的增加，当充入电量达到总电量的70%时,正极板开始析出氧气.当达到90%时,负极板开始析出氢气。因此,在充进约70%电量之前的阶段,基本上不用考虑析气.一些快速充电法提出在此阶段可以用尽可能大的电流来充电，充电电流值甚至达到0.5C。同时用放电脉冲来消除极化,以便控制发热来降低对电池的损伤。但本发明提出,在符合充电完成时间的要求下，应该用尽可能小的电流来充电。参照目前蓄电池的使用情况，尤其是电动车蓄电池的使用情形。单次充电完成时间应不能大于12小时，所以本发明的低电流充电阶段的电流值在0.1到0.25C时率之间.
    本发明要求在第一阶段的电流不应过大，是因为大电流会加剧正极板的软化脱落。电池充电实际上和电镀的原理相同。熟悉电镀的行业者应该知道，大电流镀出的镀层蓬松且容易脱落，而小电流的镀层则致密且稳固。所以为了减缓电池的失效，应尽量避免大电流充电。
    随着充电的进行，电池进入含有放电脉冲的限压低频充电阶段。此阶段结束时，电池约充入90%的电量.加入放电脉冲是为了消除极化。带来的正面效应有三个，一是降低温升，一是缩短了电池从充入70%的电量到90%电量的时间，另外就是减少了电池失水。每一个脉冲的放出电量应远低于充入的电量,且放电脉冲应随着充电电流的减小而减小。此阶段的限定电压值应在2.35到2.45V之间,不能过小是为了保证充电完成时间,不能过大是为了控制电池失水.同时因为此阶段含有放电脉冲,为了避免充电的过分扰动以及提高有效充电效率,因此采用低频。
    当充入电量达到90%时，此时因为极板上的硫酸铅已经剩余很少，溶解速度进一步降低。使得能够提供的二价铅离子速度远远的低于充电时消耗的铅离子。此时放电脉冲已经不能有效降低电池在充电时的极化，所表现的现象为:在放电脉冲后,开始充电时立即产生很高的极化电势.同时从稳定电池电解液,和节约电能的角度考虑,此时应直接采用稳定的恒压充电。为了降低失水,此阶段的电压值与第二阶段的限压值相等。为了实现从第二阶段到本阶段的翻转，我们可以用设定阀值电流的方式实现。本阶段结束时，电池充入电量约为98%左右。
    当充入电量达到98%之后时，剩余的硫酸铅已经极少。此时用普通的方法已经无法充入电量，如果使用过充充电。虽然可以充满，但是失水也会更多。所以我们不能始终用过充法来充电。本发明提出了利用高频脉冲的方式来完成此阶段的充电。
    当充入电量达到98%之后时，电池内的情况与硫化失效的电池相似，他们无法充入电的原因都是硫酸铅溶解的速度极度缓慢。对于硫化的电池，现有修复技术有两种方式。一是过充法，一是脉冲修复法。过充法对电池的损伤较大，而脉冲修复法对电池的损伤极小，所以脉冲修复通常又称为无损修复。这两种修复方法都是通过大电流来改变电池内的离子浓度，从而加快硫酸铅的溶解速度。脉冲修复因为充电脉冲足够短，使得电池内来不及析气，所以对电池的损伤极小。
    本发明提出的高频脉冲补充充电阶段，其充电情形是一充一停的，充电的峰值电流在0.1到0.5C时率之间,其平均电流在0.01到0.05C时率之间，占空比不大于1/10，脉冲频率在1000到20000赫兹之间。同时此阶段是限压的，当检测到蓄电池端电压达到限压值则停止充电，当检测到端电压低于限压值时则开始充电，如此反复，限压值在2.2到2.35伏之间。限压的目的是防止过充。
　  在现有技术中，有一种利用大电流轰击的方法来完成此阶段的充电。此方法与高频脉冲的充电方法相似，原理相同。本发明未使用此方法是因为实现成本过高。
    以上为常规充电状态四个阶段的说明，利用此方案充电可以延长电池寿命。但是为了使电池能够获得更长的寿命，应适当的对电池进行过充。过充虽然对电池会造成损伤，但是适度的过充能够延长电池寿命。现有技术普遍认为对电池每7次到20次充电时，应进行一次过充电。
   本发明的过充维修充电状态提出了一种过充法，它是在常规充电状态的第三阶段之后加入了恒电流过充充电，电流值在0.03到0.08C时率之间。其过充阶段充入的电量约为0.1C。本发明过充方法的优点在于能够尽可能降低过充带来的损伤。
我们知道过充一定会给电池带来一定损伤，但是适当的过充能够延长寿命是因为过充降低了硫化失效速度以及实现了均衡充电。所以综合考虑，适度的过充能延长寿命。但是在每次过充时,我们还是应降低过充带来的损伤。
    利用本充电方法进行充电的充电器，其内部含有一个存储器用来记录充电次数。以便实现多次常规充电后，进行一次过充。
    现有技术提出，电池电解液的析气电压是负温度系数特性的。所以为了有效防止电池的欠充和过充，充电器的充电参数应是随温度变化而变化的。在本发明中，我们利用热敏电阻和微型处理器来实现此功能。热敏电阻通过导线引出到充电器外部，以便测量环境温度。
   本发明中的充电器含有一个微型处理器，它主要实现以下功能：
1.用来产生高频脉冲和低频脉冲，
2.和热敏电阻组合实现根据环境温度的变化而修改充电参数，
3.实现各充电阶段的翻转，
4.实现各充电阶段的电流或电压特性，
5.监测第二和第三充电阶段的电流,当发现电流上升时则停止充电,防止热失控，
6.定时功能,实现在到达设定的时间值时停止充电，
7.和继电器组合实现在空载或反接时,无输出,且电池的电能也不会倒灌入充电器。
8.监测电池电压,输出短路或电压过低时无输出。
9.和记数器组合实现多次常规充电后一次过充.
    本发明提出的充电方法能够有效延长电池寿命，本发明提出的充电器是实现本充电方法的充电设备。

yuguiqiang

专家越来越少了,冷清啊............

shenglain

利用本充电方法进行充电的充电器，其内部含有一个存储器用来记录充电次数。以便实现多次常规充电后，进行一次过充。>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
如：经常充充停停，你这个过充应怎么取值呢？

刘老根

我早就告诉大家了。。。

walkman

狂笑。。。

侠客981

请问楼主,你的充电器在哪买,是什么牌子,我很感兴趣!

cloudboy111

很抱歉，目前仅有些样品放在样品柜．因为我们认为市场还不成熟．
我们的品牌是＂旺能＂，目前只生产普通三段式充电器．
需强调的是，三段式应该是目前市场上性价比最高的产品．
我们的产品有两个卖点．
一是精度高，输出电压精度在正负０．２V之间．
二是高品质，产品包用１８个月

duyongshun

  感觉不错啊，为什么说市场不成熟啊？是不是价格高啊？　只要物有所值没关系我全力支持你．还有我很看好并联均衡充电技术，还有转换电路［与普通充电器连接使用］你是专家我相信你能行，

xymy97

晕!