基本介紹
- 中文名：恆壓充電
- 外文名：constant-voltage charging
- 含義：電壓維持在恆定值的充電
- 所屬：電機工程術語
簡介,優缺點,其他常規充電方式,恆流充電,三階段充電方式,脈衝充電方式,
簡介
充電電源的電壓在全部充電時間裡保持恆定的數值，隨著蓄電池端電壓的逐漸升高，電流逐漸減小，這就是所謂的恆壓充電法。恆壓法充電前期的電流往往會很大，隨著端電壓的逐漸上升，電流慢慢減小。當充電器電壓和蓄電池兩端的穩定電壓接近時，電流接近於零。為了防止蓄電池過充電，一般設定的輸出電壓普遍較充滿電壓低。用這種方法充電時，往往會造成鉛酸蓄電池的硫酸鹽化。長期如此充電，將造成難以復原的硫酸鉛結晶，大大降低蓄電池的容量。所以，此法只可以作為一般的補充電方法。用恆定電壓快速充電時，由於充電初期蓄電池電動勢較低，充電電流很大，隨著充電的進行，電流將逐漸減小，因此，只需簡易控制系統。
這種充電方法電解水失水很少，避免了蓄電池過充電。但在充電初期電流過大，對蓄電池壽命造成很大影響，且容易使蓄電池極板彎曲，造成蓄電池報廢。鑒於這種缺點，恆壓充電方式很少採用。
優缺點
充電初期電流相當大，隨著時間的推移，電流逐漸減小，在充電終期只有很小電流通過，這種方式下可不必調整電流，這種方法使用較簡單，由於充電電流自動減小，充電過程中析出氣體較少，充電時間短，能耗低，充電效率高。
缺點有：在充電初期，如果蓄電池放電深度過深，充電電流會很大，不僅危及充電器的安全，電池也可能因過流而受損傷，若電壓選擇過低，後期充電電流又過小，導致充電時間過長，這樣就不適宜於串聯數量多的電池組的充電；蓄電池端電壓的變化很難補償，充電過程中對落後電池的完全充電很難實現。
其他常規充電方式
恆流充電
恆流充電法是用調整充電裝置輸出電壓或改變與蓄電池串聯的電阻的方法，保持充電電流不變的充電方法，即從開始充電到充電結束都是利用恆定電流值進行充電，也就是所謂的定電流充電法。一方面表現在當充電電流增大時，電路能自動降低輸出電壓，使電流減小，維持恆定；另一方面，隨著蓄電池充進電量的增多，蓄電池兩端電壓會不斷上升，為了防止充電電流變小，開關電源的輸出端電壓必須隨著充電過程而逐漸上升。在這個階段，充電電流較大，一般設定在1.8A左右。這種方式以穩定的較小電流給蓄電池充電，蓄電池在充電過程中的化學反應平穩，內阻的變化只是影響端電壓的變化，直到端電壓接近充電器的功率所限電壓時，電流才會下降。由於蓄電池的可接受電流能力是隨著充電過程的進行而逐漸下降的，到充電後期會導致蓄電池過充電。恆定的電流在充電後期大多用於電解水產生氣體，使蓄電池內部壓力上升，不加控制容易使蓄電池因失水而乾涸。最終，也會使蓄電池容量急劇下降。
三階段充電方式
目前電動腳踏車用充電器多屬於智慧型二段式、三段式充電器。二段式充電器的充電模式是將充電過程分為恆流恆壓、浮充兩個充電階段。二階段法採用恆電流和恆電壓相結合的快速充電方法，首先以恆電流充電至預定的電壓值，然後改為恆電壓完成剩餘的充電。一般兩階段之間的轉換電壓就是第二階段的恆電壓。三段式充電器的充電模式是將充電過程分為恆流、恆壓、浮充三個充電階段，三個充電階段自動轉換。三階段充電法在充電開始和結束時採用恆電流充電，中間用恆電壓充電。當電流衰減到預定值時，由第二階段轉換到第三階段，即涓流充電階段，涓流充電階段是指當蓄電池基本充滿時，電路根據檢測到的充電電流會自動減小開關電源的輸出電壓，此時輸出電壓固定，充電電流繼續逐漸減小，約兩小時後充電結束。結束後，充電電流保持在幾十毫安以下或者幾毫安以下甚至更低。以上三個階段的轉換是依靠相關積體電路來檢測充電電流和輸出電壓進而根據既定的模式自動實現的。這種方法可以將出氣量減到最少，但作為一種快速充電方法使用，受到一定的限制。現以採用較多的36V 12Ah鉛酸蓄電池充電器為例來說明。第一階段以1.8A的恆定電流將電池充到約44.4V；第二階段將充電電流減小到約0.3A，再次將電池電壓充到44.4V；第三階段將電壓降至約41.4V，電流減至約50mA對電池進行浮充。
由於三段式充電器存在著充電時間長、容易使電池出現“熱失控”和“極化”等副反應，嚴重影響電池的使用壽命，因而全智慧型脈衝充電器的出現引發了充電器的全面革命。
脈衝充電方式
脈衝充電方式首先是用脈衝電流對蓄電池充電，然後讓蓄電池停充一段時間，如此反覆循環。脈衝充電就是以不連續的、固定電壓的方波向電池充電，充電電流較大。充電初期由於正負極板都處於硫酸鉛狀態，有較大的接受能力，又由於方波的不連續性，每個波形問又有停止間歇，給極板活性物質以充分的反應、調整、內外物質均衡的機會，使濃差極化和歐姆極化自然而然地得到消除，從而降低了蓄電池的內壓，使下一輪的恆流充電能夠更加順利地進行，使蓄電池可以吸收更多的電量，所以初期充電較快。隨著極板物質不斷得到還原，電壓不斷升高，充電速度逐漸減慢，活性物質反應速度逐漸降低，極板周圍也逐漸積聚大量帶電離子，包圍住極板，使極板被隔離，阻止後續帶電離子到達活性物質。當極板電位達到極限時（接近充電終止電壓），電化作用幾乎停止進行。到極化點，轉而對極板周圍的水分進行分解，表現為大量冒泡和水分蒸發，正極表面吸附大量氧氣，負極表面吸附大量氫氣，這時的電壓稱為“產氣點”。解決和消除這種妨礙充電的極化現象，方法是先短暫地停充，然後用較大的、反方向的、時間極短的電流——負脈衝，對正負極板施加反方向電壓，清除極板周圍聚集的大量正負離子和氣體，掃清道路。反脈衝實際就是一种放電措施。
