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、fangbian，huanjingwendubianhuadeshiyingnenglideng
，youshiyingxiangyunxingchengbendehexin。yishangrenyigejishuzhibiaodetupo，doujianghuishixudianchizaidiandongjiaotongchanpinshangdeyingyong，xiangqianmaichujianshideyibu。

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3類lei蓄xu電dian池chi所suo有you的de充chong放fang電dian反fan應ying，能neng在zai一yi個ge設she計ji完wan好hao的de帶dai閥fa控kong的de密mi封feng容rong器qi中zhong反fan複fu安an全quan進jin行xing。即ji蓄xu電dian池chi在zai充chong電dian和he過guo充chong電dian期qi間jian
，正zheng電dian極ji析xi出chu的de氧yang到dao達da負fu電dian極ji後hou
，能neng全quan部bu被bei負fu電dian極ji吸xi收shou還hai原yuan，關guan係xi為weii(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)。
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以yi國guo內nei外wai使shi用yong最zui多duo也ye最zui為wei普pu遍bian
，研yan究jiu分fen析xi也ye最zui為wei深shen刻ke的de鉛qian酸suan蓄xu電dian池chi為wei例li。請qing觀guan察cha一yi幅fu在zai研yan究jiu閥fa控kong式shi鉛qian酸suan蓄xu電dian池chi技ji術shu方fang麵mian，經jing常chang看kan到dao和he用yong到dao的de圖tu1。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I是shi一yi條tiao變bian化hua很hen大da的de非fei線xian性xing曲qu線xian
，各ge個ge時shi刻ke蓄xu電dian池chi的de電dian流liu接jie受shou能neng力li是shi完wan全quan不bu同tong的de，那na麼me該gai曲qu線xian上shang哪na一yi時shi刻ke的de電dian流liu用yong作zuo蓄xu電dian池chi恒heng流liu充chong電dian，能neng使shi蓄xu電dian池chi既ji安an全quan，又you能neng在zai人ren們men可ke接jie受shou的de有you限xian時shi間jian上shang將jiang蓄xu電dian池chi充chong滿man，包bao括kuo恒heng流liu充chong電dian法fa改gai進jin後hou的de有you限xian次ci數shu的de分fen段duan恒heng流liu法fa在zai內nei，無wu論lun怎zen麼me看kan，我wo們men都dou覺jiao得de是shi難nan以yi實shi現xian的de
，更geng加jia困kun難nan的de是shi

，電dian池chi每mei次ci使shi用yong的de放fang電dian深shen度du是shi不bu一yi樣yang的de，環huan境jing溫wen度du都dou不bu一yi樣yang，新xin舊jiu程cheng度du也ye不bu一yi樣yang，如ru果guo每mei次ci充chong電dian都dou用yong同tong樣yang的de電dian流liu和he時shi間jian去qu充chong，造zao成cheng的de電dian池chi損sun害hai是shi不bu可ke逆ni轉zhuan的de。信xin息xi請qing登deng陸lu: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，jingxinshejichengzaibutonghuanjingwenduxia
，nenganxudianchichongdianpinghengxuyao，zidongtiaojieshuchudianyahedianliudedianyuan
，yuzhiduiyinglianjie，wanquanlixianghuadeqingkuangxia，dianyuanEA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。