專利名稱：一種蓄電池充電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了一種蓄電池充電管理方法，涉及通信電源和UPS電源等的蓄電池管理方法。
專利申請?zhí)枮?4227897的“蓄電池補償式恒流自動充放電裝置”，是一種蓄電池補償式恒流自動充放電裝置，由硬件和軟件構(gòu)成，包括電壓補償單元、整流單元、電流取樣傳感單元、電池組充放電轉(zhuǎn)換單元、手控單元、伺服單元、監(jiān)控單元、電動控制開關(guān)和報警單元。這是一種獨立的充放電裝置，其電壓補償是通過硬件來實現(xiàn)的。而對于通信電源系統(tǒng)而言，其整流器本身就具備對蓄電池的充電能力，沒有必要再配備額外的充電設(shè)備。另外，通信電源系統(tǒng)蓄電池組的放電是對負載進行的，根本不需要放電裝置。在通信電源系統(tǒng)中蓄電池的充電可分為恒流充電和恒壓充電兩個階段，充電管理的關(guān)鍵是如何恰當(dāng)?shù)乜刂普髌鞯妮敵鲭妷汉洼敵鲭娏鳎蛊錆M足蓄電池的各階段充電特性，延長蓄電池的使用壽命。
本發(fā)明所述通信電源蓄電池充電方法的核心思想是充電開始時，先調(diào)節(jié)整流器輸出電壓，同時利用檢測到的蓄電池充電電流作為閉環(huán)反饋，適時地修正輸出電壓給定值，以確保充電開始時的電流在穩(wěn)定合理的范圍內(nèi)。其處理步驟如下1.實時采樣系統(tǒng)輸出電壓或來電前的蓄電池電壓V1；2.計算恒流充電允許電流I＝充電電流比率Q×蓄電池總?cè)萘緾；充電電流比率Q可以由用戶來設(shè)定，也可以取一個缺省值，范圍一般在20～25％之間。例如當(dāng)設(shè)定為20％時，均充開始時恒流充電允許電流I就應(yīng)保持在0.2C左右；3.當(dāng)進入充電階段時首先調(diào)節(jié)整流器輸出電壓V至比系統(tǒng)輸出電壓或來電前的蓄電池電壓V1略高，如高0.05～0.2伏；4.實時采樣蓄電池充電電流i；5.計算采樣電流i和恒流充電電流I的差值δ當(dāng)i大于恒流充電允許電流I時，δ＝i-I；當(dāng)i小于90％的恒流充電允許電流I時，δ＝i-0.9I；當(dāng)i在90％～100％的恒流充電允許電流I范圍內(nèi)時，δ＝0。之所以取90％是為了防止充電電流剛好在恒流充電允許電流I附近時，造成輸出電壓的來回調(diào)節(jié)形成振蕩；6.根據(jù)δ值對整流器輸出電壓V作進一步的調(diào)節(jié)，總的說來就是若δ＞0，適當(dāng)調(diào)低輸出電壓給定值；若δ＜0，適當(dāng)調(diào)高輸出電壓給定值；若δ＝0，則不對輸出電壓進行調(diào)節(jié)；這里對輸出電壓給定值的調(diào)節(jié)有如下要求1)有一上限限制，輸出電壓最高不能超過設(shè)定的均充電壓；2)有一下限限制，輸出電壓最低不能低于系統(tǒng)二次下電電壓；3)調(diào)節(jié)的步長L應(yīng)可變，具體根據(jù)步驟5中計算得到的δ值大小決定；采用可變步長的好處是快速可靠，防止過充，亦即當(dāng)δ值較大時加大調(diào)節(jié)步長，使輸出電壓能夠快速地調(diào)節(jié)到位；當(dāng)δ值較小時縮小調(diào)節(jié)步長，以防止發(fā)生過充；7.繼續(xù)步驟4、5和6，將充電電流恒定在90％～100％的恒流充電允許電流I范圍內(nèi)。
采用本發(fā)明所述方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以使輸出電壓的調(diào)節(jié)恰到好處，克服了單純調(diào)壓方式所帶來的充電電流過大或過小的問題，避免了蓄電池過充或過放；而且適用范圍廣，對于不具備恒流輸出功能的整流器不能采用單純的設(shè)置限流點的方式，而這種利用充電電流作閉環(huán)反饋的輸出電壓調(diào)節(jié)方式卻可應(yīng)用自如；另外能夠安全、快速、有效地實現(xiàn)了蓄電池的自動充電管理，有利于通訊電源和后備蓄電池組的無人值守；并且作到了最大可能地延長蓄電池的使用壽命，為用戶帶來最高的投資回報，節(jié)省用戶的設(shè)備投資。
圖2是以一種300A組合電源的后備200AH(安時)蓄電池組為例，假設(shè)當(dāng)前為停電再來電后對電池進行補充充電，充電電流比率Q設(shè)定為20％。采用本方法的處理步驟如下1.實時采樣得到來電前一時刻的蓄電池電壓V1＝50V；2.計算恒流充電允許電流I＝充電電流比率Q×蓄電池總?cè)萘緾＝20％×200＝40A；3.當(dāng)進入充電階段時首先調(diào)節(jié)整流器輸出電壓至V1+0.1伏＝50.1伏；4.實時采樣蓄電池充電電流i；5.計算采樣電流i和恒流充電電流I的差值δ當(dāng)i大于40A時，δ＝i-40；當(dāng)i小于90％的恒流充電允許電流I，即36A時，δ＝i-36；當(dāng)i在36A～40A范圍內(nèi)時，δ＝0；6.根據(jù)δ值對整流器輸出電壓作進一步的調(diào)節(jié)若δ＜0，適當(dāng)調(diào)高輸出電壓給定值，但不能高于設(shè)定的均充電壓56.4V；若δ＞0，適當(dāng)調(diào)低輸出電壓給定值，但不能低于設(shè)定的二次下電電壓44V；若δ＝0，則不對輸出電壓進行調(diào)節(jié)具體調(diào)節(jié)步長L如下當(dāng)|δ|＞15A時，步長L取0.15V；當(dāng)15A≥|δ|≥5A時，步長L取0.1V；當(dāng)0＜|δ|＜5A時，步長L取0.05V；當(dāng)|δ|＝0時，步長L取0V；7.繼續(xù)步驟4、5和6，將充電電流恒定在36A～40A范圍內(nèi)。
綜上所述，本方法首次提出在蓄電池充電時調(diào)節(jié)輸出電壓給定值，同時利用實際充電電流作為閉環(huán)反饋，依據(jù)實際充電電流大小實時調(diào)節(jié)該給定值，確保均充時電流穩(wěn)定在恒流充電允許電流附近，有效地延長了蓄電池組的使用壽命，為用戶帶來了良好的經(jīng)濟效益。
權(quán)利要求
1.一種蓄電池充電方法，包括如下步驟1)實時采樣系統(tǒng)輸出電壓或來電前的蓄電池電壓V1；2)計算恒流充電允許電流I；3)當(dāng)進入充電階段時調(diào)節(jié)整流器輸出電壓V至比系統(tǒng)輸出電壓或來電前的蓄電池電壓V1略高；4)實時采樣蓄電池充電電流i；5)計算采樣電流i和恒流充電電流I的差值δ；6)根據(jù)δ值對整流器輸出電壓V作進一步的調(diào)節(jié)若δ＞0，適當(dāng)調(diào)低輸出電壓給定值；若δ＜0，適當(dāng)調(diào)高輸出電壓給定值；若δ＝0，則不對輸出電壓進行調(diào)節(jié)；7)繼續(xù)步驟4)、5)和6)，將充電電流恒定在90％～100％的恒流充電允許電流I范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蓄電池充電方法，其特征在于所述的步驟5)中的差值δ計算如下當(dāng)i大于恒流充電允許電流I時，δ＝i-I；當(dāng)i小于90％的恒流充電允許電流I時，δ＝i-0.9I；當(dāng)i在90％～100％的恒流充電允許電流I范圍內(nèi)時，δ＝0。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蓄電池充電方法，其特征在于所述的步驟6)中，對輸出電壓給定值的調(diào)節(jié)還要滿足最高不能超過設(shè)定的均充電壓，最低不能低于系統(tǒng)二次下電電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種蓄電池充電方法，其特征在于對輸出電壓給定值的調(diào)節(jié)時，調(diào)節(jié)步長L是可變的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種蓄電池充電方法，其特征在于所述的的調(diào)節(jié)步長是根據(jù)步驟5)中計算得到的δ值大小決定，即當(dāng)δ值較大時加大調(diào)節(jié)步長，當(dāng)δ值較小時縮小調(diào)節(jié)步長。
全文摘要
一種蓄電池充電方法，是為了克服蓄電池限制充電電流手段單一，以及充電電流調(diào)節(jié)不當(dāng)所帶來的蓄電池損害問題，包括如下步驟1)實時采樣系統(tǒng)輸出電壓或來電前的蓄電池電壓V1；2)計算恒流充電允許電流I；3)當(dāng)進入充電階段時首先調(diào)節(jié)整流器輸出電壓V至比系統(tǒng)輸出電壓或來電前的蓄電池電壓V1略高；4)實時采樣蓄電池充電電流i；5)計算采樣電流i和恒流充電電流I的差值δ6)根據(jù)δ值對整流器輸出電壓V作進一步的調(diào)節(jié)，繼續(xù)步驟4、5和6，將充電電流恒定在90％～100％的恒流充電允許電流I范圍內(nèi)；本發(fā)明方法可以使輸出電壓的調(diào)節(jié)恰到好處，避免蓄電池過充或過放；適用范圍廣，安全、快速、有效地實現(xiàn)了蓄電池的自動充電并延長蓄電池的使用壽命。
文檔編號H01M10/42GK1409431SQ0112694
公開日2003年4月9日 申請日期2001年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月26日
發(fā)明者嚴宏明, 馬建軍 申請人:深圳市中興通訊股份有限公司上海第二研究所