简析蓄电池组的充电

1弁言

本文根据我们常年从事直流体系开辟规划及现场应用经历，试图对后备蓄电池组的充电要领举行一些探究，盼望能起到抛砖引玉的作用，研究出一种越发恰当的蓄电池组充电要领。

2现今蓄电池组充电要领存在的缺陷

在现今大部门后备电源（直流体系，ups等）中能量的存储都是用蓄电池组来实现的。那么作为不间断供电的末了一道保障的蓄电池组的性能就显得至关紧张了。囿于半导体变流技能及成本的缘故原由我们不停接纳的充电要领是如下图所示的单充电机对整组串联蓄电池充电。

单充电机单电池组运行要领及双充电机双蓄电池组运行要领

充电机以恒压限流要领永世与电池组并联在一起，理论被骗电池组容量丧失后，充电机将自动增补，但在实际应用中我们发明这种体系存在以下几方面问题。

首先，单体蓄电池特性存在较大差异，即便是同一批出厂的蓄电池其特性也毛病较大（在国产电池中体现的尤为突出），因此在运行中将其作为一个团体一起充放电，无法根据单电池运行参数运行状态举行充放电，势必造成某些电池过充电或欠充电，也大概引起过放电，这也是为什么蓄电池在成组运行时广泛达不到标称寿命的紧张缘故原由之一。

其二，在此种运行要领中检测单体蓄电池的电压、内阻是比力困难的。当下广泛接纳的是单独加装蓄电池检测装置，但蓄电池检测装置又不能很好的和充电机共同。从以上两点我们可以看出在此体系中按蓄电池状态（电压、内阻、剩余容量、温度等参数）及充电曲线对蓄电池举行办理只不外是一句空话。别的单独加装蓄电池检测装置也势必造成成本的上升。

其三，随着半导体技能的进步，高频开关电源以其体积小，重量轻，效率高，噪声小的优势大有代替传统晶闸管整流电源的趋势，但是接纳如方案一中的充电要领，因为充电机必要提供较高的充电电压和较大的输出容量，对器件和技能以及工艺要求很高，各人都知道IGBT是很难高出20KHz的，而MOS-FET要是用于大电流回路中起结压降又很大，发热量也就很大，以是限于器件及工艺缘故原由单体高频开关电源（>20KHz）当下输出容量高出6KW是很困难的，以是大多接纳小模块并联均流的运行要领，但模块数量和庞大程度的增长也就带来了可靠性的低沉，为此又提出了N+1冗余备分的观点，这就陷入了一个技能上的恶性循环，头痛医头，脚痛医脚。

其四，请各人过细由于镉镍蓄电池存在影象效应，它并不适于此种运行要领。但因为镉镍蓄电池的高倍率放电本领，为了寻求低成本我们在为数不少的此种体系中接纳了镉镍蓄电池，这是错误的。因此镉镍蓄电池不实用于浮充电要领运行，我们也就不外多讨论了。

3关于蓄电池组充电要领的一种理想的办理方案

那么是否有一种越发完善的办理方案呢？笔者颠末多次推敲思考，提出以下方案供各人探究，称不上精密，仅仅是一种思路。其原理如下：

多充电模块双电池组运行要领及多充电模块单电池组运行要领

各人可以看到在此体系中蓄电池的充电和检测因此每节为单位举行的，全部充电及电池检测模块都含有处理惩罚单元，自行处理惩罚充电及检测进程。全部模块均由监控单元议决通讯总线根据电池运行参数及状态统一和谐举行。正常运行时每组充电模块串联形成一个团体电源为负荷供电，并且对每个蓄电池举行浮充电，当交换电源停电时蓄电池将为负荷提供电源。全部充电模块及电池接纳热插拔可抽出式布局，对模块及蓄电池的变更和检修将不会影响体系的运行。在本体系中以上三方面问题将会得到很好的办理。

首先，在本体系中单节蓄电池的充电是独立举行的，在每个充电模块完全可以联合每节蓄电池的运行参数及运行状态科学的对每解蓄电池举行充放电，克制了因蓄电池参数不划一引起过充电，欠充电，以及过放电等问题的产生，包管了电池的利用寿命。

其二，在本体系中，每节蓄电池的检测和充电处于同一模块中，有机的联合在一起。一方面电池检测部门可以议决控制充电部门快捷实现电池电压、内阻的检测。另一方面充电部门又可以根据检测单元测得参数（包罗单电池内阻、电压、温度、PH值）对电池举行恰当的充电。真正实现了按蓄电池充电曲线联合其运行状态举行办理的思路。

其三，我们知道当下小容量高频开关电源的实现是很容易的，对器件和工艺不必要很高的要求。同时也具有很高的可靠性。各人可以比拟一下在方案一中以现今广泛接纳220V/10A模块比力，其输出功率为最高电压280V*10A=2800W，而在蓄电池容量高出800AH体系中我们还必要接纳输出电流为20A的模块，其输出功率更高达5600W，大的输出容量天然对高频器件和制造工艺提出了更高的要求，同时使可靠性低沉。

而在方案二中以大概接纳的最大电池容量来讲如接纳2V/1000AH电池那么单模块容量为

0.1C（10小时充电率）A*2.5V（蓄电池最高电压）=250W式中C为蓄电池容量，

而要是接纳300AH/12V蓄电池体系中，单模块容量为

0.1C（10小时充电率）A*15V（蓄电池最高电压）=450W

*过细高出300AH的蓄电池多为2V每节

可以看出在方案二中单模块容量远远小于方案一中的单模块容量，以是实现起来非常容易，对器件和制造工艺没有太高要求，可靠性也就得到了提升。

各人应该过细到本方案二中没有备分的观点，其缘故原由之一是本身小容量充电配置的高可靠性使得它不必要备分，缘故原由之二在于热插拔抽出式布局的接纳，和二极管D*的存在在变更检修模块和电池时只是体系的电压会低沉一些（在容许范畴内），将不会影响体系的正常运行，因此本体系不必要分外的冗余备分。

4成本是否会增长

下面我们迁就各人比力体贴的体系成本的问题举行一些探究。

在方案中二模块的数量将增长许多，但是由于其容量小，其对器件和制造工艺的要求很低，以及量产的缘故原由，较之于方案一其成本非但不会增长反而有大概降落。别的由于方案二中模块中包罗蓄电池检测部门，不必要单独加装蓄电池检测装置，其成本将会进一步降落。

5结语

为相识决问题我提出了对蓄电池充电要领的一点见解，新的方案的提出肯定有许多不殷勤的地方，但技能总是要不停进步和完善的，盼望各人同行给予更多名贵意见，以使蓄电池办理的技能越发完善。