CN104767002A - 一种蓄电池的充放电方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种蓄电池的充放电方法及装置，属于蓄电池技术领域，解决了现有的蓄电池的脉冲充电方法在对蓄电池进行快速充电时加剧了蓄电池的析气反应，缩短蓄电池的寿命并且影响充电的效果的缺陷。充放电方法的特点是充电周期内所需的正向充电脉冲和/或负向充电脉冲为等效脉冲；所述等效脉冲由至少两个窄脉冲构成，且相邻的两个窄脉冲之间包括时间间隔。通过等效脉冲对蓄电池进行快速充放电，能够有效减缓蓄电池的析气反应，并提高了充电效果。

Description

一种蓄电池的充放电方法及装置
技术领域
本发明涉及蓄电池，更具体地说，涉及一种蓄电池的充放电方法及装置。
背景技术
蓄电池应用领域相当广泛，在汽车、通信、铁路、牵引等诸多领域都有应用。目前，蓄电池大多为铅酸蓄电池，这主要是由于铅酸蓄电池具有技术成熟、成本低、电池容量大、跟随负荷输出特性好以及无记忆效应等优点。虽然近年来蓄电池自身的技术有了不小的进步，但作为为其提供化成和能量再次补充的充电器的发展却非常缓慢，充电方法存在充放电时间过长等缺陷，快速充电技术至今仍未能得到有效的解决，因此目前的蓄电池充电技术不能很好地满足蓄电池使用设备，例如电动车等设备的要求，这已成为影响蓄电池发展的瓶颈。
另外，自铅酸蓄电池问世以来，由于各种技术条件的限制，所采用的充电方法大多均未能有效遵从蓄电池内部物理化学反应的规律，使整个充电过程存在着严重的过充电和析气等现象，导致充电效率低。
目前较为普遍的蓄电池充电器为三段式充电机，普通三段式充电机具有一定的对蓄电池充放电进行智能控制的功能，但其只涉及对充电时的电压和电流的控制，而忽略了对蓄电池充电十分重要的脉动成分的考虑。在面对电动车等设备的电池特征参数离散、串联格数多以及温度影响大等特点时，普通三段式充电机对蓄电池充放电的上述控制方法，导致蓄电池或多或少的存在过充、欠充、失水、硫化、失衡、热失控等结症。
另外，现有的蓄电池的脉冲充电模式，在充电周期内采用单一正向脉冲对蓄电池充电，在放电周期内采用单一负向脉冲对蓄电池进行放电，当正向脉冲的充电量大于负向脉冲的放电量时，整体表现为为从电网取电为蓄电池充电。相反，若正向脉冲的充电量小于负向脉冲的放电量时，整体表现为将蓄电池的电量输送到电网(即为蓄电池放电)。若需要对蓄电池进行快速充电，就需要使用较大的充电电流，在现有的蓄电池的脉冲充电模式下使用较大的充电电流，将加剧蓄电池的析气反应，而使得蓄电池极板上的活性物料大量脱落，缩短蓄电池的寿命，并且影响充电的效果。
发明内容
本发明针对现有的脉冲充电方法在对蓄电池进行快速充电时，将加剧蓄电池的析气反应，而使得蓄电池极板上的活性物料大量脱落，缩短蓄电池的寿命，并且影响充电的效果的缺陷，提供一种蓄电池的充放电方法及装置，通过脉冲对蓄电池进行快速充放电，并能够有效减缓蓄电池的析气反应。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：
提供一种蓄电池的充放电方法，所述充电周期内所需的正向充电脉冲和/或负向充电脉冲为等效脉冲；所述等效脉冲由至少两个窄脉冲构成，且相邻的两个窄脉冲之间包括时间间隔。
可选地，所述正向充电等效脉冲的窄脉冲全部为正向窄脉冲。
可选地，所述正向充电等效脉冲的窄脉冲包括正向窄脉冲和负向窄脉冲。
可选地，所述负向充电等效脉冲的窄脉冲全部为负向窄脉冲。
可选地，所述负向充电等效脉冲的窄脉冲包括正向窄脉冲和负向窄脉冲。
优选地，所述窄脉冲的形状为矩形、三角形或梯形。
优选地，所述时间间隔为由形状相同、方向相反的窄脉冲构成的等效时间间隔。
本发明还提供了一种蓄电池的充放电装置，包括用于提供正向充电脉冲的脉冲充电单元和提供负向充电脉冲的脉冲放电单元，该装置可采用上述任意方案的充电方法。
本发明的蓄电池的脉冲充放电方法及装置具有以下有益效果：通过由多个正向窄脉冲以及多个负向窄脉冲等效而成的正向充电脉冲为蓄电池充电，以及通过由多个正向窄脉冲以及多个负向治安脉冲等效而成的负向放电脉冲为蓄电池放电，实现了对蓄电池的脉冲充放电，且在使用大电流对蓄电池进行快速充电时，能够有效减缓蓄电池的析气反应，延长蓄电池的使用寿命，提高了充电的效果。
附图说明
图1为本发明实施例1中的蓄电池一个充放电周期内的等效脉冲示意图；
图2为本发明实施例2中的蓄电池一个充放电周期内的等效脉冲示意图；
图3为本发明实施例3中的蓄电池一个充放电周期内的等效脉冲示意图；
图4为正负脉冲等效时间间隔的示意图。
具体实施方式
以下结合附图以及实施例对本发明做进一步的解释说明。
实施例1
如图1所示，为本发明蓄电池充电方法的一个充放电周期的等效脉冲示意图，正向充电等效脉冲由六个矩形的窄脉冲和五个时间间隔构成(窄脉冲数量也可为其他数目，只要不少于2个即可)，六个矩形的窄脉冲都为正向窄脉冲，构成六个窄脉冲的矩形的面积之和等于等效脉冲的面积，即充电量相等；负向充电等效脉冲由六个矩形的窄脉冲和五个时间间隔构成，六个矩形的窄脉冲都为负向窄脉冲，构成六个窄脉冲的矩形的面积之和等于等效脉冲的面积，即放电量相等。在窄脉冲数目及充电(放电)量一定的情况下，窄脉冲的高度以及宽度可以通过充电装置的控制端进行调整，如此间接地改变了窄脉冲与窄脉冲之间的间隔时间。
实施例2
如图2所示，为本发明蓄电池充电方法的一个充放电周期的等效脉冲的另一示意图，本实施例中正向充电等效脉冲也由六个矩形的窄脉冲和五个时间间隔构成，与实施例1不同的地方在于，本实施例中的六个矩形的窄脉冲包括四个正向窄脉冲和两个负向窄脉冲(不限定正向窄脉冲和负向窄脉冲的数量，例如，也可为三个正向脉冲和三个负向脉冲等)，四个正向窄脉冲的矩形面积与两个负向窄脉冲的矩形面积之差等于正向等效脉冲的面积，即充电量相等；同样地，负向充电等效脉冲由六个矩形的窄脉冲和五个时间间隔构成，六个矩形的窄脉冲包括四个负向窄脉冲和两个正向窄脉冲，构成四个负向窄脉冲的矩形面积与两个正向窄脉冲的矩形面积之差等于负向等效脉冲的面积，即放电量相等。
本实施例在电池中出现过充、欠充、失水、硫化、失衡、热失控等状态下，增加反方向放电窄脉冲以减缓上述现象，与实施例1相比，效果更好。
实施例3
为本发明蓄电池充电方法的一个充放电周期的等效脉冲的另一示意图，本实施例与实施例2基本相同，正向充电等效脉冲也由六个窄脉冲和五个时间间隔构成，与实施例1不同的地方在于，本实施例中的六个窄脉冲的形状包括矩形、三角形和梯形，四个正向窄脉冲的几何面积与两个负向窄脉冲的几何面积之差等于正向等效脉冲的面积，即充电量相等；同样地，负向充电等效脉冲由六个窄脉冲和五个时间间隔构成，构成四个负向窄脉冲的几何面积与两个正向窄脉冲的几何面积之差等于负向等效脉冲的面积，即放电量相等。
本发明中相邻两个窄脉冲之间的时间间隔可为实际时间间隔，即在该时间间隔阶段，即蓄电池既不充电也不放电。
本发明中相邻两个窄脉冲之间的时间间隔也可为等效时间间隔，如图4所示，在两个窄脉冲(窄脉冲1、窄脉冲2)之间还包括两个形状相同、方向相反的窄脉冲(窄脉冲1’、窄脉冲2’)，由于窄脉冲1’和窄脉冲2’的充放电相互抵消，因此在窄脉冲1’和窄脉冲2’作用的时间段对电池来说是既不充电也不放电的时间间隔。
实施例4
本发明还提供了一种采用本发明的任意一种充放电方法的蓄电池的充放电装置，该充放电装置包括用于提供正向充电脉冲的脉冲充电单元和提供负向充电脉冲的脉冲放电单元。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种蓄电池的充放电方法，其特征在于：
所述充电周期内所需的正向充电脉冲和/或负向充电脉冲为等效脉冲；所述等效脉冲由至少两个窄脉冲构成，且相邻的两个窄脉冲之间包括时间间隔。
2.根据权利要求1所述的蓄电池的充放电方法，其特征在于，所述正向充电等效脉冲的窄脉冲全部为正向窄脉冲。
3.根据权利要求1所述的蓄电池的充放电方法，其特征在于，所述正向充电等效脉冲的窄脉冲包括正向窄脉冲和负向窄脉冲。
4.根据权利要求1所述的蓄电池的充放电方法，其特征在于，所述负向充电等效脉冲的窄脉冲全部为负向窄脉冲。
5.根据权利要求1所述的蓄电池的充放电方法，其特征在于，所述负向充电等效脉冲的窄脉冲包括正向窄脉冲和负向窄脉冲。
6.根据权利要求1至5之一所述的蓄电池的充放电方法，其特征在于，所述窄脉冲的形状为矩形、三角形或梯形。
7.根据权利要求1至5之一所述的蓄电池的充放电方法，其特征在于，所述时间间隔为由形状相同、方向相反的窄脉冲构成的等效时间间隔。
8.一种蓄电池的充放电装置，包括用于提供正向充电脉冲的脉冲充电单元和提供负向充电脉冲的脉冲放电单元，其特征在于，
所述充放电装置采用如权利要求1至权利要求7之一所述的充电方法。
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