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正文摘录:

第11期肖乐明，等：船舶蓄电池智能化节能快速充电及控制·19·3)节省了电能.采用快速充电法，可使充入蓄电池的电能绝大部分转化为化学能，减少用于产生气体的电能，充电效率可达90％以上.以新蓄电池的初充电为例，小电流慢充电法，需消耗8倍于蓄电池容量的电能才能完成(这还不包括后几次充放电循环所消耗的电能)，而快速充电只需消耗其一半的电能即可完成.4)出气量低，有利于船舶环境保护.据测试，采用传统的小电流充电，单格电池的出气量为15000～16000mL，脉冲大电流快速充电，单格电池的出气量为4000mL左右，仅为前者的1／4，因而可以减少有害物质对船舶工作环境的污染，也减少了对工作人员身体的危害.2.3快速充电的基本方法图2是蓄电池的几种充电电流曲线，其中曲线0是蓄电池可接受充电电流曲线.实现快速充电首先必须解决2个问题：一是要成倍增大充电电流，这是为了保证在短时间内将蓄电池的容量充至额定值；二是去除极化电压.第1个问题容易解决，第2个问题是关键，而且快速充电时电流大，极化电压比小电流慢速充电时要更大.图2蓄电池充电电流曲线研究表明，停止充电可以使电阻极化电压在瞬问消失，也可使电化学极化电压和离子浓差极化电压逐渐消失.所以在连续充电过程中，以适当的频率停顿充电是一种减轻极化现象的好方法.但是，电化学极化电压和离子浓差极化电压的消除是需要较长时间的，并不能使之在停顿充电的瞬间全部或大部分消失.如果要待其全部或大部分消失后再继续充电，势必使停顿充电的时间拉得很长，快速充电的目的就无法实现.经过长期试验，人们找到了能在瞬间全部或大部分消除极化电压的方法，即在停顿充电后，让蓄电池流过一个与充电电流方向相反的脉冲大电流，习惯上称为负脉冲放电，将蓄电池内部的极化电压尽可能多地除去.图3为脉冲快速充电的一般电流电压波形图.所以快速充电是利用蓄电池在充电的初、中期可以接受比常规小电流慢速充电大得多的充电电流这一特性，并结合停顿充电和负脉冲放电的去极化技术而实现.o一正脉冲大电流充电，6一前停充电，c一负窄而深的脉冲放电，d一后停充电，e一正脉冲大电流降压充电图3脉冲快速充电的一般电流电压波形从蓄电池可接受充电电流曲线可以看出，在充电后期，蓄电池可接受充电电流是比较小的.如果在充电后期仍然以充电前期的大电流对蓄电池充电，尽管有停顿充电和负脉冲放电不断地进行去极化，但其所能去除的极化量与极化产生和积累的量相比，是不能满足要求的.对此，人们从多级恒流式充电和连续递减式充电电流曲线中受到启发，设计了电流递减式快速充电装置.按照引进放电脉冲的时刻不同，脉冲快速充电分为充电后期引进放电脉冲法和充电全过程引进放电脉冲法，比较而言，充电全过程引进放电脉冲法更加合理、科学.充电全过程引进放电脉冲法整个充电过程按照“充电一停充一放电一停放一充电”这一既定的程序周而复始地进行.本文采用单片机控制GT0K、％实现：，。，正脉冲为充电，，。。(，c2)负脉冲为停充(放)，，G2正脉冲为放电；单片机控制ITMP实现降压(微量)降流(恒压充电电流也不断下降).当充电机直接向负载供电时，由于充电机同时进行降压充电，采用GT0U斩波调压，由单片机控制，也可另组供电电源.3控制系统3.1智能化集成模块ITPM主回路如图1所示，为了能保护负载的稳定运行，防止过压、过流、欠压、过热等对电路造成影响，采用了一种智能化集成模块I‘FPM(intelligentthyris—torpowel’module).ITPM是一种把器件芯片与控制电路、驱动电路、过压、过流、过热和欠压保护电路等组合封装在同一绝缘外壳内的智能化晶闸管模块.该模块具有使用方便、可靠性高、便于调试等特点.