中心議題：

• 蓄電池與充電技術
• 全新的充電模式

解決方案：

• 蓄電池自然平衡充電法

發(fa)展(zhan)中(zhong)的(de)民(min)用(yong)電(dian)動(dong)交(jiao)通(tong)產(chan)品(pin)，是(shi)未(wei)來(lai)蓄(xu)電(dian)池(chi)的(de)最(zui)大(da)市(shi)場(chang)。該(gai)市(shi)場(chang)能(neng)否(fou)獲(huo)得(de)快(kuai)速(su)平(ping)穩(wen)的(de)發(fa)展(zhan)，關(guan)鍵(jian)取(qu)決(jue)於(yu)電(dian)動(dong)交(jiao)通(tong)產(chan)品(pin)的(de)運(yun)行(xing)成(cheng)本(ben)。其(qi)中(zhong)圍(wei)繞(rao)著(zhe)蓄(xu)電(dian)池(chi)的(de)幾(ji)項(xiang)技(ji)術(shu)指(zhi)標(biao)，如(ru)蓄(xu)電(dian)池(chi)的(de)單(dan)位(wei)儲(chu)能(neng)指(zhi)標(biao)
，循(xun)環(huan)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)，放(fang)電(dian)後(hou)的(de)充(chong)電(dian)是(shi)否(fou)安(an)全(quan)
、方fang便bian，環huan境jing溫wen度du變bian化hua的de適shi應ying能neng力li等deng，又you是shi影ying響xiang運yun行xing成cheng本ben的de核he心xin。以yi上shang任ren一yi個ge技ji術shu指zhi標biao的de突tu破po，都dou將jiang會hui使shi蓄xu電dian池chi在zai電dian動dong交jiao通tong產chan品pin上shang的de應ying用yong


，向xiang前qian邁mai出chu堅jian實shi的de一yi步bu。

1蓄電池與充電技術

對於鉛酸、鎘鎳
、鎳氫3類以水為溶劑的電解液蓄電池
，為了使用上的安全、方便、長壽命和免維護，在全世界化學電源工作者數代人不懈的努力下，終於從大量的實驗中發現了"內部氧循環"的理論機製
，使得該3leixudianchisuoyoudechongfangdianfanying，nengzaiyigeshejiwanhaodedaifakongdemifengrongqizhongfanfuanquanjinxing。jixudianchizaichongdianheguochongdianqijian，zhengdianjixichudeyangdaodafudianjihou，nengquanbubeifudianjixishouhaiyuan，guanxiweii(O2析出)=i(O2還原)，因而，蓄電池在長期的充放電過程中
，不會造成電解液中水的損耗，以此來保證蓄電池的循環使用壽命與充電的安全。

這zhe一yi理li論lun，在zai能neng夠gou精jing確que控kong製zhi充chong電dian電dian流liu和he其qi他ta充chong電dian副fu反fan應ying
，同tong時shi使shi環huan境jing因yin素su影ying響xiang較jiao小xiao的de情qing況kuang下xia，顯xian然ran是shi正zheng確que的de。遺yi憾han的de是shi，這zhe個ge正zheng確que的de理li論lun，隻zhi是shi來lai自zi化hua學xue電dian源yuan的de研yan究jiu者zhe
，長chang期qi以yi來lai未wei被bei電dian路lu工gong作zuo者zhe真zhen正zheng理li解jie和he重zhong視shi。由you此ci造zao成cheng蓄xu電dian池chi技ji術shu的de發fa展zhan領ling先xian於yu充chong電dian技ji術shu的de發fa展zhan，從cong而er導dao致zhi了le今jin天tian我wo們men在zai實shi際ji使shi用yong蓄xu電dian池chi時shi

，經jing常chang出chu現xian電dian池chi未wei達da到dao設she計ji的de使shi用yong壽shou命ming，就jiu出chu現xian了le性xing能neng下xia降jiang甚shen至zhi報bao廢fei的de現xian象xiang，針zhen對dui蓄xu電dian池chi使shi用yong中zhong存cun在zai的de問wen題ti，我wo們men用yong了le8年的時間，對傳統的蓄電池恒流
、恒壓充電技術
，以及由該技術發展延伸出來的分段恒流、限流恒壓等充電技術，進行了深入的分析與實驗
，下麵是我們對傳統充電技術的認識。


恒流充電方式，顧名思義是指蓄電池放完電後

，在充電恢複容量過程中

，要求充電器根據電池的不同A•h數


，以某一確定的輸出電流對蓄電池進行充電，該電流從蓄電池的充電開始到充電結束，始終是恒定不變的。
　　
恒(heng)壓(ya)充(chong)電(dian)方(fang)式(shi)，顧(gu)名(ming)思(si)義(yi)是(shi)指(zhi)蓄(xu)電(dian)池(chi)放(fang)完(wan)電(dian)後(hou)，在(zai)充(chong)電(dian)恢(hui)複(fu)容(rong)量(liang)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)，要(yao)求(qiu)充(chong)電(dian)器(qi)按(an)不(bu)同(tong)種(zhong)類(lei)的(de)蓄(xu)電(dian)池(chi)，以(yi)某(mou)一(yi)確(que)定(ding)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)對(dui)蓄(xu)電(dian)池(chi)進(jin)行(xing)的(de)充(chong)電(dian)，該(gai)電(dian)壓(ya)從(cong)蓄(xu)電(dian)池(chi)的(de)充(chong)電(dian)開(kai)始(shi)到(dao)充(chong)電(dian)結(jie)束(shu)
，始(shi)終(zhong)是(shi)恒(heng)定(ding)不(bu)變(bian)的(de)。
[page]　
yiguoneiwaishiyongzuiduoyezuiweipubian，yanjiufenxiyezuiweishenkedeqiansuanxudianchiweili。qingguanchayifuzaiyanjiufakongshiqiansuanxudianchijishufangmian，jingchangkandaoheyongdaodetu1。這zhe裏li我wo們men要yao說shuo明ming的de是shi，這zhe幅fu圖tu是shi專zhuan家jia們men拋pao開kai日ri常chang環huan境jing溫wen度du變bian化hua對dui蓄xu電dian池chi充chong電dian過guo程cheng的de影ying響xiang
，用yong經jing過guo改gai進jin的de恒heng壓ya限xian流liu方fang法fa對dui蓄xu電dian池chi充chong電dian所suo獲huo得de的de。因yin是shi恒heng壓ya限xian流liu充chong電dian方fang式shi，所suo以yi代dai表biao電dian流liu變bian化hua的deI線，起始段有一小段是限流值。代表電壓的V線起始段是一段很陡的上升線，更確切地講由於充電器的限流作用應是電壓的下跌線。
　　
圖1中


，左邊的縱軸線為蓄電池充電電壓，橫軸線為時間，I線代表蓄電池在充電過程中不同時刻受電能力的電流變化曲線
，V線代表蓄電池充電過程中各時刻能接受的最高安全電壓，也是設計充電器的恒壓輸出線，C線代表蓄電池充電過程中容量隨時間的增加表現的恢複曲線。



從I曲線上可清楚看到，充電過程中蓄電池在不同時刻的電流接受能力。顯然，在時間軸上，蓄電池電流接受曲線Ishiyitiaobianhuahendadefeixianxingquxian，gegeshikexudianchidedianliujieshounenglishiwanquanbutongde
，namegaiquxianshangnayishikededianliuyongzuoxudianchihengliuchongdian，nengshixudianchijianquan，younengzairenmenkejieshoudeyouxianshijianshangjiangxudianchichongman，baokuohengliuchongdianfagaijinhoudeyouxiancishudefenduanhengliufazainei
，wulunzenmekan，womendoujiaodeshinanyishixiande，gengjiakunnandeshi
，dianchimeicishiyongdefangdianshendushibuyiyangde，huanjingwendudoubuyiyang，xinjiuchengduyebuyiyang，ruguomeicichongdiandouyongtongyangdedianliuheshijianquchong
，zaochengdedianchisunhaishibukenizhuande。xinxiqingdenglu:輸配電設備網
　　
再看恒壓充電法
，從Vxianshangwomenkandaochongdianqideshuchudianya
，shizhongshizaichongdianqishejizherenweixudianchianquanshoudiandezuigaoyunxudianyashang，diyuzhegedianya
，jiangwufashixudianchichongman，zhegedianyashifouzhendeanquan?有關資料明確告訴我們，充電過程中，單體蓄電池的充電電壓比電池自身實時的電壓高出100mV，通過蓄電池的充電電流比蓄電池的最大安全受電電流要增大10倍以上。而充電前蓄電池一般都是在放完電後，這時的蓄電池肯定是處在最低的電壓上。如單體鉛酸蓄電池，放電後一般為1.8～2.0V，而此時的充電電壓如果是恒定在2.25～2.4V，可見充電器輸出的電壓和蓄電池電壓的差已遠遠大於100mV。
　　
zheyangdehengyachongdian，tongguoxudianchidechongdiandianliujiangshixudianchizuidaanquandianliudejishibei，ruguochongdianqideshuchugonglvyurongliangzugoudadehua，bidinghuizaochengxudianchidesunhuai
，ruguochongdianqiderongliangbugou，najiubidinghuizaochengchongdianqideguozaishaohui。jingguogaijinhoudehengyaxianliuchongdianfangshi，weilenengbaozhangxudianchihechongdianqibuzhizaodaosunhuaideeyun，quejiangdilechongdianxiaolv，zengjialesunhao，yanchanglechongdianshijian，zheshihengyachongdianV線的起始時間段;到V線xian的de最zui後hou階jie段duan

，由you於yu絕jue大da多duo數shu的de充chong電dian器qi沒mei有you環huan境jing溫wen度du變bian化hua的de跟gen蹤zong補bu償chang能neng力li，充chong電dian器qi此ci時shi還hai保bao存cun著zhe最zui大da的de電dian流liu輸shu出chu能neng力li。如ru不bu及ji時shi關guan斷duan充chong電dian電dian源yuan
，極ji易yi在zai環huan境jing溫wen度du變bian化hua中zhong造zao成cheng蓄xu電dian池chi的de損sun壞huai。至zhi此ci，我wo們men可ke以yi看kan出chu
，造zao成cheng閥fa控kong式shi蓄xu電dian池chi使shi用yong中zhong出chu現xian早zao期qi性xing能neng下xia降jiang和he損sun失shi容rong量liang的de重zhong要yao原yuan因yin，大da多duo是shi傳chuan統tong蓄xu電dian池chi充chong電dian技ji術shu落luo後hou與yu過guo程cheng控kong製zhi不bu力li所suo致zhi。
　　
2全新的充電模式
　　
分析了傳統蓄電池充電技術存在的問題
，經過長時間的思考與實驗
，我們提出了"蓄電池自然平衡充電法"的新模式，該充電法的充電過程如下。
　　
圖2中有A
、B二個電源EA及EB，當電源EA與電源EB處在同一環境溫度下，正極和正極相連


，負極和負極相連
，它們所形成的閉合回路中，存在如下的關係，EA電源如果高出電源EB
，A電源將向B電源提供EA-EB=ΔE的電壓，將按ΔE的大小，提供一Δi電流，使電源EB上升到完全等於電源EA的電壓時

，(在蓄電池中表現為，蓄電池端電壓的上升和電荷存儲量的增加)。電源EA將停止向電源EB提供電流，也就是EA=EB
，ΔE=0，Δi=0。[page]



在上麵描述中
，我們把電源EB換成被充電的蓄電池，尋找出在不同放電深度與環境溫度下，蓄電池對應的電壓。將A電源電壓EA，精jing心xin設she計ji成cheng在zai不bu同tong環huan境jing溫wen度du下xia，能neng按an蓄xu電dian池chi充chong電dian平ping衡heng需xu要yao，自zi動dong調tiao節jie輸shu出chu電dian壓ya和he電dian流liu的de電dian源yuan，與yu之zhi對dui應ying連lian接jie，完wan全quan理li想xiang化hua的de情qing況kuang下xia
，電dian源yuanEA能根據蓄電池在任一環境溫度下
，能夠接受的安全電流，對電池進行充電
，電池充足電後，ΔE=0
、Δi=0，A電源將不消耗功率
，此後
，A電源EA，隻(zhi)隨(sui)環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)的(de)變(bian)化(hua)，對(dui)被(bei)充(chong)蓄(xu)電(dian)池(chi)提(ti)供(gong)跟(gen)蹤(zong)平(ping)衡(heng)補(bu)償(chang)，蓄(xu)電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)的(de)整(zheng)個(ge)過(guo)程(cheng)，完(wan)全(quan)是(shi)自(zi)動(dong)完(wan)成(cheng)的(de)，所(suo)以(yi)，我(wo)們(men)稱(cheng)之(zhi)為(wei)自(zi)然(ran)平(ping)衡(heng)法(fa)。

此方法完全理想化的情況是，蓄電池充足電後，A電源EA無功率供給蓄電池EB。實際的情況經實驗證實，與上麵提出的理想情況稍有差別
，即A電源在蓄電池充滿後，由於蓄電池存在著漏電
，和內部氧循環的需要，還維持著很小的但對蓄電池組的均衡很有用的電流
，由於這一特性的存在，幾乎使這一充電技術更加接近完美。

為進一步說明，特提供一組用我們設計的充電器
，對市場上某品牌鎳氫電池(Ni-HM)5號1300mA•h，8隻串聯充放電結果的打印曲線(環境溫度為25℃)如圖3～圖6所示。從這一組電池的充電電流接受曲線、充電電壓上升曲線、電池溫度變化曲線

、0.5C恒流放電曲線可以看到，整個充電過程，電池溫升很小
，不超過3～4℃
，充滿電的時間
，從標準的14～15h
，縮短為3～4.5h。由於整個充電過程電池溫升很小，所以，不需要進行任何的人為幹預。信息請登陸:輸配電設備網



另外
，在延長蓄電池使用壽命方麵，有一用了近20年的國產2號圓柱型1800mA•h鎘鎳電池(該電池是某廠為電視場強儀配套用的

，場強儀早已報廢)，用我們的充電器充滿後，電池至今還能以0.5C的恒流放出額定容量。

上例充電器，在數碼相機、手持電腦
、無線對講機、移動儀器
、閉路監控
、礦山礦工井下照明

、電動玩具等許多領域的配套上，有著廣闊的市場。