铅酸蓄电池超大电流尖峰脉冲充电控制方法

摘要

铅酸蓄电池超大电流尖峰脉冲充电控制方法，采用多个转充电容分时对电池组放电的“微阶段细化控制”方法获取可控超大电流，根据超大电流充电过程中尖峰脉冲的谐波分析得出电池组的荷电状态、超电压、过电势及内阻等动态参数；并通过谐波分析最终得出单极性尖峰脉冲的电流峰值与最小间歇时间，进而控制超大电流的输出。消除了电池组的浓度差极化，避免了铅酸蓄电池电流充电的析氢、析氧等现象，既保证了电池的寿命，又大大减少充电时间，经试验充电效果为在极短时间内(9-15分钟)完成铅酸蓄电池容量的80％。

主权项

铅酸蓄电池超大电流尖峰脉冲充电控制方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：a、以开关式恒流源(DC Pool)对超大电流峰值输出单元(1)中A、B、C通道的第一转充电容(CA)、第二转充电容(CB)和第三转充电容(CC)充电，中心处理单元(2)监测第一转充电容(CA)、第二转充电容(CB)和第三转充电容(CC)的端电压突变曲线和电流曲线，通过谐波分析法分别解算出第一转充电容(CA)、第二转充电容(CB)和第三转充电容(CC)的等效串联电阻ESR；b、当超大电流峰值输出单元(1)中A通道的第一转充电容(CA)的端电压达到设定的电压峰值时，中心处理单元(2)通过输出控制单元(3)使超大电流峰值输出单元(1)中A通道的第二场效应管(QA2)导通，则第一转充电容(CA)开始对电池组(4)放电，当B通道的第二转充电容(CB)的端电压达到设定的电压峰值时，中心处理单元(2)通过输出控制单元(3)关断第二场效应管(QA2)，使第一转充电容(CA)进入充电状态，同时打开第四场效应管(QB2)，使第二转充电容(CB)对电池组(4)放电，当C通道的第三转充电容(CC)的端电压达到设定的电压峰值时，中心处理单元(2)通过输出控制单元(3)关断第四场效应管(QB2)，使第二转充电容(CB)进入充电状态，同时打开第六场效应管(QC2)，第三转充电容(CC)开始对电池组(4)放电，当A通道的第一转充电容(CA)的端电压达到设定的电压峰值时，第二场效应管(QA2)导通，则第一转充电容(CA)开始对电池组(4)放电，如此循环给电池组(4)充电，同时中心处理单元(2)监测电池组(4)的端电压突变曲线、实际可接受充电电流曲线、温度，通过谐波分析法解算出电池组(4)的充电内阻；c、中心处理单元(2)根据步骤a得到的等效串联电阻ESR、步骤b得到的电池组(4)充电内阻及实际可接受充电电流峰值分别得出第一转充电容(CA)、第二转充电容(CB)和第三转充电容(CC)的实际充电电压峰值，并通过输出控制单元(3)将实际充电电压峰值反馈给超大电流峰值输出单元(1)，使第一转充电容(CA)、第二转充电容(CB)和第三转充电容(CC)的端电压达到实际充电电压峰值后再对电池组(4)进行充电；d、当充入电池组(4)电量和放电单元(5)单次放电量比值达到设定值时，中心控制单元(2)通过输出控制单元(3)输出信号使放电单元(5)中的第七场效应管(Q3)和第八场效应管(Q4)导通，第九场效应管(Q5)和第十场效应管(Q6)截止，则第一放电电容(C28)和第二放电电容(C42)并联，电池组(4)以尖峰脉冲放电，放电能量被存储在第一放电电容(C28)和第二放电电容(C42)中，电池组(4)恢复浓差极化后，中心处理单元(2)通过输出控制单元(3)输出信号给放电单元(5)，使第七场效应管(Q3)和第八场效应管(Q4)截止，第九场效应管(Q5)和第十场效应管(Q6)导通，第一放电电容(C28)和第二放电电容(C42)串联，所储电能反充回电池组(4)；e、反充完成后进行短暂间歇，电池组(4)既不充电也不放电，中心处理单元(2)监测电池组(4)的荷电状态，并计算和修正电池组(4)容量、表征效率，由此更新最大可接受充电电流峰值，并根据表征效率趋势和电池组(4)端压变化峰值接近气析电压程度，更新充电电流峰值和间歇时间，当表征效率减小同时电池组(4)端压变化峰值接近气析电压时，减小充电电流峰值并增大间歇时间直至表征效率恢复到设定范围，当表征效率增大同时电池组(4)端压变化峰值远离气析电压时，增大充电电流峰值并减小间歇时间直至表征效率恢复到设定范围，同时计算在新的充电电流峰值下，充电/放电比例为设定值时，步骤b需循环的次数；f、在间歇时，中心处理单元(2)根据监测到的电池组(4)的温度，计算温升速率，当监测温度高于设定温度时，在步骤e的基础上再次增大间歇时间，直至温度恢复到正常范围，当监测温度低于设定温度时，在步骤e的基础上再次减小间歇时间，保证温度在正常范围内即可，同时中心处理单元(2)根据监测到的放电前后电池组(4)端压变化计算去极化程度，修正步骤b需循环的次数。g、重复步骤a～f，直至步骤e所监测的电池组(4)的荷电状态达到电池组(4)容量的80％为止。