基于单片机的电动车智能充电器的设计

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基于51单片机的智能充电器的设计1. 引言智能充电器的设计是将充电器与微控制器相结合,实现充电过程的自动化和优化。

本文将介绍一种基于51单片机的智能充电器的设计方案。

该充电器能够根据电池的状态智能调整充电电流和充电时间,提高充电效率和电池寿命。

2. 设计方案智能充电器的设计方案如下:2.1 硬件设计充电器的硬件主要包括电源模块、控制模块、显示模块和充电模块。

2.1.1 电源模块电源模块提供稳定的直流电源供给整个系统,可以使用变压器和整流电路来获得所需要的直流电压。

2.1.2 控制模块控制模块使用51单片机作为主控芯片,通过各种传感器检测充电电流、充电电压和电池状态。

根据检测结果,控制模块可以自动调整充电电流和充电时间,以最佳的方式完成充电过程。

2.1.3 显示模块显示模块用于显示充电器的状态信息,可以使用液晶显示屏或LED灯来实现。

2.1.4 充电模块充电模块是将电能传输到电池上进行充电的部分,可以采用一定的充电控制电路来控制充电过程。

2.2 软件设计智能充电器的软件设计主要包括充电算法和控制逻辑。

2.2.1 充电算法充电算法根据电池的充电状态和特性,计算出最佳的充电电流和充电时间。

常见的充电算法包括恒压充电、恒流充电和多段充电等。

2.2.2 控制逻辑控制逻辑负责监测电池的电压、充电电流和充电时间,并根据充电算法决定是否需要调整充电参数。

控制逻辑还可以实现保护功能,比如过流保护、过温保护和反接保护等。

3. 实现过程智能充电器的实现过程可以分为硬件设计和软件开发两个步骤。

3.1 硬件设计在硬件设计阶段,需要根据设计方案选择合适的电源模块、传感器、显示模块和充电模块。

然后进行硬件电路的布局和连接,确保电路正常工作。

3.2 软件开发在软件开发阶段,首先需要编写51单片机的控制程序。

根据充电算法和控制逻辑编写相关的代码,并与硬件进行连接和测试。

然后进行功能测试和性能优化,确保系统的稳定性和可靠性。

4. 总结本文介绍了一种基于51单片机的智能充电器的设计方案。

基于单片机技术的智能充电器设计

基于单片机技术的智能充电器设计

基于单片机技术的智能充电器设计1. 引言智能充电器是一种利用单片机技术实现智能控制的充电器,它能够根据充电设备的需求,自动调节充电电流和电压,实现高效、安全、快速的充电过程。

本文将详细介绍基于单片机技术的智能充电器设计,并探讨其在实际应用中的优势和挑战。

2. 智能充电器设计原理2.1 单片机控制基于单片机技术的智能充电器采用单片机作为控制核心,通过编程实现对充电过程中各种参数的监测和调节。

单片机具有高速、低功耗、易编程等优势,可以实现精确控制和智能化管理。

2.2 充放电管理智能充电器设计中重要一环是对锂离子等可再生储能设备进行精确管理。

通过监测储能设备的状态参数(如温度、容量等),可以根据设备需求自动调节输出功率,并确保安全快速地完成充放电过程。

3. 智能化算法设计3.1 全局最优算法为了最大限度地提高储能设备的利用率,智能充电器设计中应用了全局最优算法。

该算法通过对充电过程中的各种参数进行实时监测和分析,优化充电过程中的功率分配,使得充电器能够以最高效率完成充电任务。

3.2 自适应调节算法智能充电器设计中还应用了自适应调节算法,通过对设备需求的实时监测和分析,自动调节输出功率和电压。

该算法可以根据设备需求的变化进行动态调整,以提高充电效率和减少能量损耗。

4. 智能充电器设计实现4.1 硬件设计智能充电器硬件设计包括选择合适的单片机芯片、功率模块、传感器等元件,并进行合理布局和连接。

其中单片机芯片需要具备足够的计算性能和存储空间,以支持复杂的控制算法。

4.2 软件设计智能充电器软件设计包括编写控制程序、界面程序等。

控制程序需要实现对各种参数的监测、分析和控制,并根据设备需求进行动态调整。

界面程序可以提供用户友好的操作界面,并显示相关的充电信息。

5. 智能充电器的应用优势5.1 高效充电基于单片机技术的智能充电器能够根据设备需求智能调节输出功率和电压,以最高效率完成充电任务。

相比传统充电器,智能充电器可以大大缩短充电时间,提高储能设备的利用效率。

基于单片机的智能电池充电器的设计

基于单片机的智能电池充电器的设计

基于单片机的智能电池充电器的设计智能电池充电器是一种能够智能识别电池类型和状态,并能根据电池需求实现快充和慢充的充电器。

本文将介绍一种基于单片机的智能电池充电器的设计。

一、设计原理智能电池充电器采用了单片机作为控制核心,通过对电源和电池状态进行实时监测以及控制充电电流和电压等参数,从而实现对电池的智能化管理。

二、主要功能1.电池类型识别:通过检测电池的电压和电流波形,智能电池充电器能够自动识别电池的类型,包括锂电池、铅酸电池等等。

2.电池状态检测:充电器能够实时监测电池的电流、电压以及温度等参数,通过这些参数的变化,判断电池的充电、放电状态,从而保证电池的安全和寿命。

3.充电控制:智能电池充电器可以根据电池类型和状态,动态调整充电电压和电流,以实现快充和慢充的切换,从而提高电池的充电效率和安全性。

4.过充保护:当电池充电至预设的电压值时,充电器能够自动停止充电,防止过充,保护电池安全。

5.温度保护:当电池温度过高时,充电器会自动停止充电,保护电池不受损坏。

三、硬件设计智能电池充电器的硬件设计包括电源电路、电流电压检测电路、控制电路和显示电路四个主要部分。

1.电源电路:充电器所需的电源电压一般为DC12V或AC220V,通过整流和滤波电路将交流电转化为直流电,并通过稳压电路将电压稳定在适合电池充电的范围内。

2.电流电压检测电路:用于实时检测电池的电流和电压值,通常采用放大电路和模数转换电路将模拟信号转化为数字信号,以供单片机进行处理。

3.控制电路:包括单片机和相关外围电路,单片机根据检测到的电池类型和状态,通过控制电源电压和电流调整电池的充电方式和速度。

4.显示电路:用于显示电池的充电状态、电流、电压等相关信息,通常采用数码管、LCD等显示器件。

四、软件设计智能电池充电器的软件设计主要包括单片机的程序设计和算法设计。

1.程序设计:根据单片机的指令系统和硬件接口进行开发,程序主要包括电池类型识别、电池状态检测、充电控制和保护控制等功能。

基于单片机的电动汽车多功能充电系统电路设计

基于单片机的电动汽车多功能充电系统电路设计

基于单片机的电动汽车多功能充电系统电路设计引言随着环保意识的提高和新能源汽车的普及,越来越多的人开始关注电动汽车的充电问题。

本文将介绍一种基于单片机的电动汽车多功能充电系统电路设计,该系统可以实现多种充电模式和保护措施,使电动汽车充电更加安全和方便。

系统设计本系统主要由单片机、电源模块、放电模块、充电模块和保护模块等部分组成。

下面将对每个部分进行详细介绍。

单片机部分单片机采用STC89C52芯片,可以通过程序实现充电控制和保护功能,具有很高的灵活性和可编程性。

单片机通过串口和触摸屏与用户进行交互,可以实现充电参数的设置和显示,以及故障信息的提示等功能。

电源模块部分电源模块主要由变压器、整流桥、滤波电容和稳压电路等组成,可以将市电的交流电转换成所需要的直流电,提供电力支持以及给下面的模块供电。

放电模块部分放电模块主要由功率场效应管(MOS管)和控制电路组成,可以实现对电动汽车电池的放电功能。

放电控制器通过单片机程序控制MOS 管的开关状态,调节输出电流和电压,以达到最佳的放电效果。

充电模块部分充电模块主要由电源、滤波电容、功率场效应管(MOS管)、继电器和控制电路组成,可以实现对电动汽车电池的快充和慢充功能。

充电控制器通过单片机程序控制MOS管和继电器的开关状态,实现快充和慢充的切换,同时可以对充电电流和电压进行精确控制,以达到最佳的充电效果。

保护模块部分保护模块主要包括过压、欠压、过流、短路、过温等保护措施,保证系统在充电和放电过程中的安全性。

这些保护措施可以通过单片机程序进行控制和实现,当出现异常情况时,控制器会立即停止充电或放电,并发出报警提示。

系统特点本系统具有以下几个特点:1.多种充电模式:可以实现快充和慢充两种充电模式,用户可以根据需要进行选择,以达到最佳的充电效果。

2.多项保护措施:系统具有过压、欠压、过流、短路、过温等保护措施,在充电和放电过程中可以有效保护电动汽车电池,提高充电安全性。

基于C504单片机的电动自行车智能充电器的设计

基于C504单片机的电动自行车智能充电器的设计

收稿日期:2006-01-02基金项目:郑州市重点科技攻关项目(03BA64ABJD01)作者简介:别文群(1969-),女,湖北人,讲师,硕士,研究方向为计算机通信及体系结构。

基于C504单片机的电动自行车智能充电器的设计别文群1,王留芳2(1.广东轻工职业技术学院,广东广州510300;2.郑州轻工业学院电气与信息工程学院,河南郑州450002)摘 要:基于单片机C504控制电路,研制了一种电动车用智能充电器。

详细叙述了硬件电路的工作原理、SMBus 通信线路以及软件实现。

实验结果表明:该充电器能正确监控和测量蓄电池的状态,充电效果好、性能可靠,能减少充电损耗,延长蓄电池的使用寿命。

关键词:蓄电池;单片机;C504中图分类号:TP18 文献标识码:A 文章编号:1673-629X (2006)07-0206-03Design of Intelligent Charger for Electric BicycleB ased on C504Single -Chip MicrocomputerB IE Wen 2qun 1,WAN G Liu 2fang 2(1.Guangdong Industry Technical College ,Guangzhou 510300,China ;2.Electric and Information Engineering Institute of Zhengzhou Institute of Light Industry ,Zhengzhou 450002,China )Abstract :An intelligent battery was developed which based on C504single -chip microcomputer controlled circuit.The working principle of hardware circuit ,SMBus lines of communication and working software were introduced in detail.The experiment is showed that the charger is able to detect the state of storage battery ,has good effect and high capability ,reduce the charged wastage ,and prolongs the ser 2vice life of storage battery.K ey w ords :storage battery ;single -chip microcomputer ;C504 电动自行车价格低、绿色无污染、质量轻、使用方便。

基于单片机控制的电动自行车充电器的设计

基于单片机控制的电动自行车充电器的设计

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III
23 ................................................................... 谢 92 ................................................................... 录
1.2.2
2 ........................................................ 择选式模电充 2.2 2 ..................................... 析分理原、构结的池电蓄酸铅封密 1.2 2 1
2 ................................................. 析分式模电充车行自动电 1 ................................................................... 论绪

基于单片机控制的电动自行车充电器的设计

基于单片机控制的电动自行车充电器的设计

本科毕业论文基于单片机控制的电动自行车充电器的设计年月日The design of electric Bicycle charger based on thecontrol of SCMSUN Jia-weiSupervisor: XIE Yu-jianApril 2008摘要随着人们环保意识的增强,以电动自行车作为交通工具,已成为人们的首选。

而电池及其充电器是电动自行车的核心部件,老式充电器主要是限流限压、恒流限压式充电器,这些充电器设计并不理想。

课题针对电动自行车电池的特点,以Microchip公司的PIC16F73单片机作为控制芯片,采用四模式充电技术,设计了一种基于单片机控制的电动自行车充电器,电路简单可靠,参数调整方便,同传统充电器相比,具有充电时间短,能耗低等优点,使蓄电池具有较大的使用容量和较长的循环寿命。

关键词:充电器;PIC16F73单片机;四模式充电技术;蓄电池AbstractWith the enhancement of environmental awareness among the people,to take electric bicycle as a means of transport has become people’first choice.Batteries and chargers are the core components of the electric bicycle,current limited restrictions Pressure charger and the constant constraints Pressure charger are the main chargers in the old days,but the design of these charger is not perfect,agaist the characteristic of the elctric bicycle batteris PIC16F73microcontroller is used as the controlling chip,we design a chager which is controlled by SCM,using four models charging technology.the circuit is simple and reliable,the parameters are easily to be adjust,compared with old chargers,the performance such as the short chaging time,low energy losses are easily obtained,the charging behavors make the battery have good capacitance and a long cycle life.Keywords:charger;PIC16F73SCM;four-mode charging technology; Battery目录1 绪论 (1)2 电动自行车充电模式分析 (2)2.1 密封铅酸蓄电池的结构、原理分析 (2)2.2 充电模式选择 (2)2.2.1 目前常用的充电方式 (2)2.3 充电模式的确定 (3)3 电动自行车充电器的设计 (5)3.1 充电器原理 (5)3.2 充电控制技术 (5)3.3 充电器的主要技术指标 (7)3.4 电动车充电器的硬件设计 (7)3.4.1 直流电源部分设计 (7)3.4.2 主控电路设计 (8)3.5 PIC16F73单片机简介 (15)3.5.1 PIC16F73单片机的主要功能特点 (15)3.5.2 PIC16F73的结构 (15)3.5.3 PIC16F73单片机控制的充电器的工作原理 (16)4 控制电路的工作原理与实现 (17)4.1 控制电路的工作原理 (17)4.2 控制电路的设计 (19)4.2.1 电流内环设计 (19)4.2.2 电压外环设计 (21)5 电动自行车充电器的软件设计与实现 (22)5.1 软件总体设计 (22)5.2 充电终止控制法 (24)5.3 显示与按键部分软件设计 (25)6 充电器可靠性分析 (26)结束语 (27)参考文献 (28)附录 (29)致谢 (32)1 绪论由于电动自行车节能环保,已经成为人们重要的交通工具。

基于单片机的电动车智能充电器的设计

基于单片机的电动车智能充电器的设计

中文摘要: (2)前言 (3)第一章充电器原理 (4)1.1 蓄电池与充电技术 (4)1.2 密封铅酸蓄电池的充电特性 (4)1.3 充电器充电原理 (5)1.3.1 蓄电池充电理论基础 (5)1.3.2 充电器的工作原理 (7)第二章总体设计方案 (9)2.1 系统设计 (9)2.2 方案策略 (9)第三章硬件电路设计 (11)3.1 电路总体设计 (11)3.2 芯片介绍 (11)3.2.1 LM358双运放 (11)3.2.2 UC3842单管开关电源 (12)3.2.3 EL817光耦合器 (13)3.2.4 场效应管K1358 (14)3.3 电动车充电器原理及各元件作用的概述 (15)3.3.1 充电器原理图 (15)图3.5 充电器原理图 (15)3.3.2 各元器件作用概述 (15)3.4 功能模块电路设计 (16)3.4.1 第一路通电开始 (16)3.4.2 第二路UC3842电路 (16)3.4.3 第三路LM358(双运算放大器)电路 (17)3.5 电动车充电器改进方案 (20)3.5.1 增加充满电发声提示电路 (20)3.5.2 加散热风扇 (21)第四章总结与展望 (22)参考文献 (23)致谢 (24)电动车智能充电器设计及应用中文摘要:本设计介绍了充电器对蓄电池充电的一般原理,从阀控蓄电池内部氧循环的设计理念出发,研究各种充电方法对铅酸蓄电池寿命的影响。

针对蓄电池充电过程中出现的种种问题,分析现有各种充电方法存在的问题,提出一种可对铅酸蓄电池实现四段式慢脉冲充电的智能充电器设计方案。

控制开关电源的脉冲频率和占空比,从而调节充电电流和电压,实现对蓄电池的分级慢脉冲充电。

这个方案不仅可实现快速充电,同时可以减少析气,消除硫化,进行均衡充电,从而大大地延长了铅酸蓄电池的使用寿命。

关键词:慢脉冲充电;蓄电池;充电器;Abstract: The design describes the charger to the battery charger of the general principles, from the internal oxygen cycle of valve-regulated battery design concepts starting to study a variety of charging methods for lead-acid battery life implications. For battery charging problems arising in the process, analysis of existing problems in a variety of charging methods, proposed a lead-acid batteries could achieve the Four-slow pulse charge of the intelligent charger design. Control the switching power supply pulse frequency and duty cycle, thus regulating charge current and voltage to achieve the classification of the battery charge with slow pulse. This program not only for fast charging, while reducing analysis of gas, to eliminate sulfide, a balanced charge, thus greatly extending the service life of lead-acid batteries.Key words: slow pulse charge; batteries; charger;前言以动力蓄电池为能源的电动车被认为是21世纪的绿色工程,它的出现将汽车工业的发展带入了一个全新的领域。

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中文摘要: (2)前言 (3)第一章充电器原理 (4)1.1 蓄电池与充电技术 (4)1.2 密封铅酸蓄电池的充电特性 (4)1.3 充电器充电原理 (5)1.3.1 蓄电池充电理论基础 (5)1.3.2 充电器的工作原理 (7)第二章总体设计方案 (9)2.1 系统设计 (9)2.2 方案策略 (9)第三章硬件电路设计 (11)3.1 电路总体设计 (11)3.2 芯片介绍 (11)3.2.1 LM358双运放 (11)3.2.2 UC3842单管开关电源 (12)3.2.3 EL817光耦合器 (13)3.2.4 场效应管K1358 (14)3.3 电动车充电器原理及各元件作用的概述 (15)3.3.1 充电器原理图 (15)图3.5 充电器原理图 (15)3.3.2 各元器件作用概述 (15)3.4 功能模块电路设计 (16)3.4.1 第一路通电开始 (16)3.4.2 第二路UC3842电路 (16)3.4.3 第三路LM358(双运算放大器)电路 (17)3.5 电动车充电器改进方案 (20)3.5.1 增加充满电发声提示电路 (20)3.5.2 加散热风扇 (21)第四章总结与展望 (22)参考文献 (23)致谢 (24)电动车高效智能充电器设计中文摘要:本设计介绍了充电器对蓄电池充电的一般原理,从阀控蓄电池内部氧循环的设计理念出发,研究各种充电方法对铅酸蓄电池寿命的影响。

针对蓄电池充电过程中出现的种种问题,分析现有各种充电方法存在的问题,提出一种可对铅酸蓄电池实现四段式慢脉冲充电的智能充电器设计方案。

控制开关电源的脉冲频率和占空比,从而调节充电电流和电压,实现对蓄电池的分级慢脉冲充电。

这个方案不仅可实现快速高效充电,同时可以减少析气,消除硫化,进行均衡充电,从而大大地延长了铅酸蓄电池的使用寿命。

关键词:慢脉冲充电;蓄电池;充电器;Abstract: The design describes the charger to the battery charger of the general principles, from the internal oxygen cycle of valve-regulated battery design concepts starting to study a variety of charging methods for lead-acid battery life implications. For battery charging problems arising in the process, analysis of existing problems in a variety of charging methods, proposed a lead-acid batteries could achieve the Four-slow pulse charge of the intelligent charger design. Control the switching power supply pulse frequency and duty cycle, thus regulating charge current and voltage to achieve the classification of the battery charge with slow pulse. This program not only for fast charging, while reducing analysis of gas, to eliminate sulfide, a balanced charge, thus greatly extending the service life of lead-acid batteries.Key words: slow pulse charge; batteries; charger;前言以动力蓄电池为能源的电动车被认为是21世纪的绿色工程,它的出现将汽车工业的发展带入了一个全新的领域。

目前,电动车核心部件中的电动机、控制器和车体三大部件在理论和技术上已较为成熟,而另两大部件蓄电池、充电器的发展还不能满足电动车的要求,有一些理论和技术问题还有待攻关,现已成为影响电动交通工具发展的瓶颈。

目前,我国的电动车用动力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、无记忆效应等优点。

当然,也有一些高性能电池,比如锂电池、燃料电池等。

锂离子电池电动车在深圳已投入试运营,由上海研制的第二代燃料电池轿车“超越二号”也于2004年5月在北京的国际氢能大会上露面,但都还未能得到广泛的推广应用。

铅酸蓄电池具有价格低廉、供电可靠、电压稳定等优点,因此广泛应用于国防、通信、铁路、交通、工农业生产部门。

近年来全密封免维护铅酸蓄电池其密封好、无泄漏、无污染等优点,能够保证人体和各种用电设备的安全,而且在整个寿命期间,无需任何维护,从而揭开了铅酸蓄电池发展历程新的一页。

众所周知,通信设备一般都采用免维护电池作为备用电源,许多电子设备必须的不间断电源系统(UPS)也离不开免维护电池,此外在应急灯、汽车、游艇中也越来越多的选用免维护电池。

然而,由于充电方法不正确,充电技术不能适应免维护电池的特殊需求,造成电池很难达到规定的循环寿命。

虽然近年来蓄电池自身的技术有了不小的进步,但作为其能量再次补充的充电器的发展非常缓慢,传统的常规充电时间过长,快速充电技术至今仍未能完全解决,严重地制约着电动车的发展。

所以根据时代的发展及要求设计了一款目前市场充电器流行使用的方法,也是技术成熟的一种设计,采用UC3842驱动场效应管的单管开关电源配合LM358双运放电路设计的智能充电器。

第一章充电器原理1.1 蓄电池与充电技术对于铅酸、镉镍、镍氢3类以水为溶剂的电解液蓄电池,为了使用上的安全、方便、长寿命和免维护,在全世界化学电源工作者数代人不懈的努力下,终于从大量的实验中发现了"内部氧循环"的理论机制,使得该3类蓄电池所有的充放电反应,能在一个设计完好的带阀控的密封容器中反复安全进行。

即蓄电池在充电和过充电期间,正电极析出的氧到达负电极后,能全部被负电极吸收还原,关系为i(O2析出)=i(O2还原),因而,蓄电池在长期的充放电过程中,不会造成电解液中水的损耗,以此来保证蓄电池的循环使用寿命与充电的安全。

1.2 密封铅酸蓄电池的充电特性电池充电通常要完成两个任务,首先是尽可能快地使电池恢复额定容量,另一是使用小电流充电,补充电池因自放电而损失的能量,以维持电池的额定容量。

在充电过程中,铅酸电池负极板上的硫酸铅逐渐析出铅,正极板上的硫酸铅逐渐生成二氧化铅。

当正负极板上的硫酸铅完全生成铅和二氧化铅后,电池开始发生过充电反应,产生氢气和氧气。

这样,在非密封电池中,电解液中的水将逐渐减少。

在密封铅酸蓄电池中,采用中等充电速率时,氢气和氧气能够重新化合为水。

过充电开始的时间与充电的速率有关。

当充电速率大于C/5时,电池容量恢复到额定容量的80%以前,即开始发生过充电反应。

只有充电速率小于C/100,才能使电池在容量恢复到100%后,出现过充电反应。

为了使电池容量恢复到100%,必须允许一定的过充电反应。

过充电反应发生后,单格电池的电压迅速上升,达到一定数值后,上升速率减小,然后电池电压开始缓慢下降。

由此可知,电池充足电后,维持电容容量的最佳方法就是在电池组两端加入恒定的电压。

浮充电压下,充入的电流应能补充电池因自放电而失去的能量。

浮充电压不能过高,以免因严重的过充电而缩短电池寿命。

采用适当的浮充电压,密封铅酸蓄电池的寿命可达10年以上。

实践证明,实际的浮充电压与规定的浮充电压相差5%时,免维护蓄电池的寿命将缩短一半。

铅酸电池的电压具有负温度系数,其单格值为-4mV/℃。

在环境温度为25℃时工作很理想的普通(无温度补偿)充电器,当环境温度降到0℃时,电池就不能充足电,当环境温度上升到50℃时,电池将因严重的过充电而缩短寿命。

因此,为了保证在很宽的温度范围内,都能使电池刚好充足电,充电器的各种转换电压必须随电池电压的温度系数而变。

1.3 充电器充电原理1.3.1 蓄电池充电理论基础理论和实践证明,蓄电池的充放电是一个复杂的电化学过程。

一般地说,充电电流在充电过程中随时间呈指数规律下降,不可能自动按恒流或恒压充电。

充电过程中影响充电的因素很多,诸如电解液的浓度、极板活性物的浓度、环境温度等的不同,都会使充电产生很大的差异。

随着放电状态、使用和保存期的不同,即使是相同型号、相同容量的同类蓄电池的充电也大不一样。

上世纪60年代中期,美国科学家马斯对开口蓄电池的充电过程作了大量的试验研究,并提出了以最低出气率为前提的,蓄电池可接受的充电曲线,如图1所示。

实验表明,如果充电电流按这条曲线变化,就可以大大缩短充电时间,并且对电池的容量和寿命也没有影响。

原则上把这条曲线称为最佳充电曲线,从而奠定了快速充电方法的研究方向。

图1.1最佳充电曲线由图1.1可以看出:初始充电电流很大,但是衰减很快。

主要原因是充电过程中产生了极化现象。

在密封式蓄电池充电过程中,内部产生氧气和氢气,当氧气不能被及时吸收时,便堆积在正极板(正极板产生氧气),使电池内部压力加大,电池温度上升,同时缩小了正极板的面积,表现为内阻上升,出现所谓的极化现象。

蓄电池是可逆的。

其放电及充电的化学反应式如下:P b O2+P b+2H2SO4→2P b SO4+2H2O (1)很显然,充电过程和放电过程互为逆反应。

可逆过程就是热力学的平衡过程,为保障电池能够始终维持在平衡状态之下充电,必须尽量使通过电池的电流小一些。

理想条件是外加电压等于电池本身的电动势。

但是,实践表明,蓄电池充电时,外加电压必须增大到一定数值才行,而这个数值又因为电极材料,溶液浓度等各种因素的差别而在不同程度上超过了蓄电池的平衡电动势值。

在化学反应中,这种电动势超过热力学平衡值的现象,就是极化现象。

一般来说,产生极化现象有3个方面的原因。

1)欧姆极化充电过程中,正负离子向两极迁移。

在离子迁移过程中不可避免地受到一定的阻力,称为欧姆内阻。

为了克服这个内阻,外加电压就必须额外施加一定的电压,以克服阻力推动离子迁移。

该电压以热的方式转化给环境,出现所谓的欧姆极化。

随着充电电流急剧加大,欧姆极化将造成蓄电池在充电过程中的高温。

2)浓度极化电流流过蓄电池时,为维持正常的反应,最理想的情况是电极表面的反应物能及时得到补充,生成物能及时离去。

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