[科普中国]-恒流充电

恒流充电是指电流维持在恒定值的充电。是一种广泛采用的充电方法。蓄电池的初充电，运行中的蓄电池的容量检查，运行中的牵引蓄电池的充电以及蓄电池极板的化成充电，多采用恒流或分阶段恒流充电。此法的优点是可以根据蓄电池的容量确定充电电流值，直接计算充电量并确定充电完成的时间。

脉冲恒流充电条件由于镍镉电池在常规充电时容易极化，常规恒压或恒流充电均会使电解液持续产生氢氧气体，其氧气在内部高压作用下，渗透至负极与镉板作用生成CdO ，造成极板有效容量下降。脉冲充电一般采用充与放的方法，即充5秒钟，就放1秒钟。这样充电过程产生的氧气在放电脉冲下将大部分被还原成电解液，可使析气量大大降低，减少析气量可以使浓差极化和欧姆极化自然而然地得到消除，从而减轻了铅酸蓄电池的内压，使下一阶段的脉冲恒流充电更加顺利地进行，从而使铅酸蓄电池可以吸收更多的电量。1

间歇脉冲使铅酸蓄电池有较充分的化学反应时间，从而减少了充电过程中铅酸蓄电池的析气量，提高了铅酸蓄电池的充电电流可接受能力。脉冲充电法充电5秒钟，停止充电1秒钟，如此循环。这种充电方法会使铅酸蓄电池在充电过程中所产生的氧气和氢气在停止充电脉冲下，大部分析出的氧气和氢气又被还原成了电解液，这不仅减少了铅酸蓄电池在充电过程中内部电化学副反应——水的电解所产生的析气量，而且对已经严重极化而引起失效的铅酸蓄电池还有修复作用，在使用本充电方法对失效的铅酸蓄电池充放电5—10次后，会使铅酸蓄电池的容量逐渐的恢复。1

优势电动汽车、电动自行车的发明问世给人们的交通和工作带来了极大的便利，尤其是电动自行车已逐渐成为我们生活中不可或缺的便捷工具，它具有清洁、环保、使用灵活等特性，但电动自行车所用的铅蓄电池质量的好坏直接决定了电动自行车的利用率。铅酸 蓄电池由于其制造成本低、容量大，价格低廉而受到了广泛的使用。但是若使用不当，其寿命将大大缩短，影响铅酸蓄电池寿命的因素很多，如采用正确的方式充电，则能有效地延长蓄电池的使用寿命。1

研究和实践表明：电池充电过程对电池寿命影响最大，放电过程的影响则较少。也就是说绝大多数的蓄电池不是使用坏的，而是被“充坏”的。由此可见一个好的充电器对蓄电池的使用寿命有十分重要的影响。市面上有许多电动车充电器，随生产厂家的不同而性能不同，有的采用线性变压器降压后整流的，有的采用半桥功率变换电路的，也有采用单端反激式功率变换线路的，等等，但基本上线路都较简单，保护功能较差，没有按电池的充电曲线进行充电，因而可能会影响电池的使用寿命。贵生动力充电站的脉冲式充电器，采用独特的Chinagsdl模块控制IC加脉冲充电方式对电池充电，因而能大大延长电池的使用寿命。1

脉冲恒流充电原理研究表明，蓄电池在充电时如果以最低出气率为前提，则蓄电池可接受的充电曲线如图l所示。实验证明，如果充电电流按图l所示曲线变化，**既可大大缩短充电时间，**而且对电池的容量和寿命没有影响，故该曲线被称为最佳充电曲线。由图1可知，初始充电电流很大，但按，I=Ioeαt随时间很快衰减。究其原因主要是充电过程中电池的两极产生了极化现象之故。2

在密封式蓄电池充电过程中，内部产生氧气和氢气，氧气不能被及时吸收时，便堆积在正极板（正极板产生氧气）上，造成正极板面积相对缩小，电池内部压力加大，温度上升，表现为内阻上升，即出现所谓的“极化”现象。蓄电池的充放电是可逆的。其充放电的化学反应式如下：
PbO2+2H2SO4+Pb=PbSO4+2H2O+PbSO42
显然，充电过程与放电过程是互为可逆的过程，实质上就是一个热力学平衡过程。为保障电池始终维持在平衡状态下充电，应使通过电池的充电电流尽量小一些，为此，理想的充电模式应是外加充电电压等于电池本身的电动势。不过，实践表明，因为电极材料、溶液浓度等各种因素的差别，蓄电池充电时，外加电压必须增大而超过蓄电池的平衡电动势，这也是出现极化现象的必然结果。2

脉冲恒流充电方法脉冲充电器的电路结构由如下几部分组成：电路滤波、一次整流滤波、PWM变换、二次整流滤波、脉冲电路、充放电电路和反馈控制。该电路与普通开关电源电路相比，多了脉冲产生电路与充放电电路部分。为了提高该电路的变换效率，PWM控制采用贵生动力专用研发的集成控制器件；脉冲产生电路采用了555时基电路与十进位计数器/分频电路。DC/DC变换部分是使用贵生动力专用研发的反激式电路。除了PWM控制本身的特性，如工作在准谐振模式、空载降频、动态自供电、无载功耗低等特色外，均与常规反激式电路相似。3

本词条内容贡献者为:

李雪梅 - 副教授 - 西南大学