鎳氫電池電壓增量控制變流變壓充電器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及媒氨電池充電技術(shù)，尤其涉及出一種或幾種能夠準(zhǔn)確判斷媒氨電池充 電電量狀態(tài)的充電控制技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前市場(chǎng)上媒氨電池使用方興未艾，媒氨電池是由氨離子和金屬媒合成的電池， 它的電量?jī)?chǔ)備比媒鉛電池多30%，而且其比媒鉛電池更輕，使用壽命也更長(zhǎng)，并且對(duì)環(huán)境無(wú) 污染。媒氨電池對(duì)比裡電等電池來(lái)說(shuō)因?yàn)槠渫耆珱]有記憶效果，在使用上非常方便簡(jiǎn)單，完 全不必理會(huì)殘余電壓的多少，可直接進(jìn)行充電，且可W減少充電時(shí)間。
[0003] 對(duì)于媒氨電池，其充電電化學(xué)反應(yīng)方程為： 正極；Ni(0H)2 + 0H一NiOOH+ 肥0 +e負(fù)極；M+ 址2 0 一MHx+xOH 水分子在膽氨合金負(fù)極M上放電，分解出氨原子吸附在電極表面形成吸附態(tài)MH吸，再 擴(kuò)散到膽氨合金內(nèi)部與合金形成固溶體aMH吸，從而被吸收，該樣溶解于合金相中的氨原 子越來(lái)越多，于是氨原子就與合金發(fā)生反應(yīng)形成氨化物目MH。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)上述【背景技術(shù)】中的問題，發(fā)明的目的在于提供一種W設(shè)定的時(shí)間內(nèi)電壓增量 是否零為判別標(biāo)準(zhǔn)，階段性逐步降低充電電流和充電電壓的媒氨電池電壓增量控制變流變 壓充電器。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明專利的技術(shù)方案是： 媒氨電池電壓增量控制變流變壓充電控制電路，包括含有控制算法程序的智能控制器 1 ;脈寬調(diào)制芯片2 ;主輸出電壓電流模塊3 ;充電信號(hào)采集模塊4和開關(guān)控制模塊5 ; 所述的充電信號(hào)采集模塊4用于采集所述的輸出電壓電流模塊3中的輸出電壓Vm和 電流Im并將數(shù)據(jù)提供給含有控制算法程序的智能控制器1，控制算法程序的智能控制器1 將間隔一定時(shí)間的前后電壓差即電壓增量Vm進(jìn)行計(jì)算并判斷是否為零，若為零，則開始計(jì) 數(shù)K=K+1;若不為零，則K=0,若計(jì)數(shù)到K=Ks(ks為預(yù)先設(shè)定的自然數(shù)），控制算法程序的智 能控制器1輸出控制信號(hào)給所述的脈寬調(diào)制芯片2,按下列方法調(diào)整主輸出電壓電流模塊 (3)中的輸出電流；CCi+l=CCiX( 1 -iX25%);電壓CVi+ 1=CV1 -nX(0. 03)) (其中i=0、l、2、3、4、5 ;n為電池串?dāng)?shù)）；當(dāng)充電信號(hào)采集模塊4采集輸出電壓nX 1. 51V時(shí)控制算法程序的智能控制器1輸出關(guān)斷信號(hào)給開關(guān)模塊5,關(guān)斷輸出，充電器停止 充電。
【附圖說(shuō)明】
[0006] 附圖1為MH-Ni電池現(xiàn)有技術(shù)充電曲線圖； 附圖2為本發(fā)明在一種實(shí)施方式中的原理方框圖； 附圖3為本發(fā)明的最佳實(shí)施例的充電曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0007]下面結(jié)合附圖1-3,詳細(xì)說(shuō)明發(fā)明的最佳實(shí)施例： 本發(fā)明媒氨電池電壓增量控制變流變壓充電器，包括含有控制算法程序的智能控制器 1 ;脈寬調(diào)制芯片2 ;主輸出電壓電流模塊3 ;充電信號(hào)采集模塊4和開關(guān)控制模塊5 ; 所述的充電信號(hào)采集模塊4用于采集所述的輸出電壓電流模塊3中的輸出電壓Vm和電 流Im并將數(shù)據(jù)提供給含有控制算法程序的智能控制器1，控制算法程序的智能控制器1將 間隔一定時(shí)間的前后電壓差即電壓增量Vm進(jìn)行計(jì)算并判斷是否為零，若為零，則開始計(jì)數(shù) K=K+1;若不為零，則K=0,若計(jì)數(shù)到K=Ks(ks為預(yù)先設(shè)定的自然數(shù)），控制算法程序的智能控制 器1輸出控制信號(hào)給所述的脈寬調(diào)制芯片2,按下列方法調(diào)整主輸出電壓電流模塊（3)中的 輸出電流；CCi+l=CCiX( 1 -iX25%);電壓CVi+ 1=CV1 -nX(0. 03))(其中i=0、 l、2、3、4、5;n為電池串?dāng)?shù));當(dāng)充電信號(hào)采集模塊4采集輸出電壓nX1.51V時(shí)控制 算法程序的智能控制器1輸出關(guān)斷信號(hào)給開關(guān)模塊5,關(guān)斷輸出，充電器停止充電。 MH-Ni電池充電曲線如圖1所示。該曲線大致可分為H段，開始時(shí)上升較快，然后比 較平坦。該是由于Ni(0H) 2導(dǎo)電性極差，但充電產(chǎn)物NiOOH導(dǎo)電性是前者的105倍。因 而充電剛開始時(shí)，電壓上升很快。一旦有NiOOH生成后，充電電壓會(huì)很快降低，使電池充電 電壓變得比較平坦。隨著充電過(guò)程的進(jìn)行，當(dāng)充電容量接近電池的標(biāo)稱容量的75%左右時(shí)， 膽氨合金中氨原子擴(kuò)散速度減慢。由于氨在膽氨合金中的擴(kuò)散速度是負(fù)極反應(yīng)速度的控制 步驟，加之此時(shí)正極開始逐步析出氧氣，因而充電曲線就呈快速上升之勢(shì)；當(dāng)充電量超過(guò)電 池設(shè)計(jì)容量之后就進(jìn)入過(guò)充電階段。此時(shí)正極析出的氧會(huì)在負(fù)極膽氨合金表面進(jìn)行還原、 去極化，使負(fù)極電位正移，電池溫度迅速升高，加之MH-Ni電池反應(yīng)溫度系數(shù)是負(fù)值，因 而電池的充電電壓就會(huì)下降。過(guò)充電的反應(yīng)式為： 正極；40H--^ 2肥0 + 02 + 4e(過(guò)充析出氧） 負(fù)極；2肥0 + 02 + 4e- 40H-(過(guò)充消耗氧） 本發(fā)明專利媒氨電池電壓增量控制變流變壓充電控制電路的原理是基于上述充電特 性，W電壓增量作為判別標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)電壓增量在設(shè)定時(shí)段內(nèi)增量為0或小于0,即表明電池基 本充滿。應(yīng)特別注意到，該種相對(duì)充滿是基于H個(gè)基本條件；恒流、恒壓和溫度，確定的前提 下做出的判斷。幾個(gè)結(jié)論如下： a. 設(shè)定充電恒壓高，則減壓發(fā)生的早； b. 設(shè)定充電恒流大，則減壓發(fā)生的早； C.環(huán)境溫度高，則減壓發(fā)生的早； 因此，逐步降低CV、CC，控制電池正極氧析出，推遲過(guò)充發(fā)生，使電池充電既快又滿，本 項(xiàng)技術(shù)移植鉛酸電池充電馬斯曲線，認(rèn)為在起充時(shí)，電池受電能力為無(wú)窮大，并按曲線下 降，為安全起見，同時(shí)對(duì)起充電流按1. 33CC1設(shè)限，為消除記憶影響，起先10分鐘內(nèi)采用脈 沖充電；具體充電過(guò)程如圖3所示： a.設(shè)定恒壓CVl=nX1.62V恒流CC1 (可選 1.0C、0. 75C、0. 5C)，
【主權(quán)項(xiàng)】
1.鎳氫電池電壓增量控制變流變壓充電器，其特征在于：包括含有控制算法程序的智 能控制器（1);脈寬調(diào)制芯片（2);主輸出電壓電流模塊（3);充電信號(hào)采集模塊（4)和開關(guān) 控制模塊（5); 所述的充電信號(hào)采集模塊（4)用于采集所述的輸出電壓電流模塊（3)中的輸出電壓 Vm和電流Im并將數(shù)據(jù)提供給含有控制算法程序的智能控制器（1)，控制算法程序的智能 控制器（1)將間隔一定時(shí)間的前后電壓差即電壓增量AV=Vm - Vm-I進(jìn)行計(jì)算并判斷是 否為零，若為零，則開始計(jì)數(shù)K=K+1;若不為零，則K=0,若計(jì)數(shù)到K=Ks (ks為預(yù)先設(shè)定的自 然數(shù)），控制算法程序的智能控制器（1)輸出控制信號(hào)給所述的脈寬調(diào)制芯片（2)，按下列 方法調(diào)整主輸出電壓電流模塊（3)中的輸出電流：CCi + I=CCi X( 1 - i X 25%);電壓 CVi + l=CVl - n X(0. 03))(其中1=0、1、2、3、4、5;11為電池串?dāng)?shù));當(dāng)充電信號(hào)采集模塊 (4)采集輸出電壓Vm彡n X 1.51V時(shí)控制算法程序的智能控制器（1)輸出關(guān)斷信號(hào)給 開關(guān)模塊（5)，關(guān)斷輸出，充電器停止充電。
【專利摘要】本發(fā)明提供了鎳氫電池電壓增量控制變流變壓充電器，其包括含有控制算法程序的智能控制器1；脈寬調(diào)制芯片2；主輸出電壓電流模塊3；充電信號(hào)采集模塊4和開關(guān)裝置模塊5；本發(fā)明提供一種以設(shè)定的時(shí)間內(nèi)電壓增量是否零為判別標(biāo)準(zhǔn)，階段性逐步降低充電電流和充電電壓的鎳氫電池電壓增量控制變流變壓充電控制變頻充電器。
【IPC分類】H02J7-00
【公開號(hào)】CN104753115
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310753949
【發(fā)明人】徐成憲, 孫好庚
【申請(qǐng)人】廣州市君盤實(shí)業(yè)有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2013年12月31日