浅谈风电行业铅酸电池快速智能充电箱
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[摘 要]本文利用可编程控制器和传感器技术，可完美的实现对电池充电过程的监控和控制，保证安全性和可靠性。采用变电流间歇充电和定电压充电两段式充电方案，能加快充电过程，缩短充电时间，最大限度利用电池的的充容量。
中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）45-0372-01
铅酸电池（VRLA），是一种电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的蓄电池。铅酸电池荷电状态下，正极主要成分为二氧化铅，负极主要成分为铅；放电状态下，正负极的主要成分均为硫酸铅。常规充电方法的缺点就是充电时间长、效率低、出气量大、蓄电池的利用周转率低、充电管理制度繁杂等。这种充电制度的落后性与蓄电池应用的广泛性是存在着一定的矛盾的。在现有技术中，电池充电一般使用的是三级分段充电法。其原理是第一阶段按照恒流方式进行充电，到到电池充电到达一定电压时，转为小电流绪充，这种方法比较有效的模拟了马斯的蓄电池可接受的最佳曲线，但在一级恒流充电阶段的充电电流不能太大，否则容易产生极化现象，因此充电速度不是很快。
一、充电箱技术方案简介
本技术方案要解决的问题是提供一种电池快速充电的智能解决方案，适合中小企业对批量电池的充电需求、电力能源领域，尤其是涉及一种铅酸电池的可快速充电方面。
为解决上述技术问题，本技术方案采用的技术方案是：
对铅酸电池进行两阶段的充电。
第一阶段：变电流间歇充电，本阶段采用限制电压变电流方式间歇充电，也是主要的充电阶段，绝大部分电能是在本阶段能完成，从理论上讲，为了快速充电，充进更多的电量，应加大充电电流。但快速充电的原理告诉我们加大充电电流的同时，会造成蓄电池正极出氧速度过快，吸收速度跟不上，照成电池极化和失水，造成电池失效。为了避免这种情况，采用间歇式停充，使蓄电池经化学反应产生的氧气有时间被重新化合吸收，为下一轮的恒流充电做好准备。在停充若干时间后，使用小一级电流进行充电，这样保证充电的最佳效果。
第二阶段：采用定电压充电，本阶段是保证在不损害电池的基础上最大限度的给电池充满电。？在充电过程中，充电电压始终保持不变，即恒定电压充电法，又称恒压充电法或等压充电法。由于恒压充电开始至后期，电源电压始终保持一定，所以在充电开始时充电电流相当大，大大超过正常充电电流值。但随着充电的进行，蓄电池端电压逐渐升高，充电电流逐渐减小。
当蓄电池端电压和充电电压相等时，充电电流减至最小甚至为零。由此可见，采用恒压充电法的优点在于，可以避免充电后期充电电流过大而造成极板活性物质脱落和电能的损失。但其缺点是，在刚开始充电时，充电电流过大，电极活性物质体积变化收缩太快，影响活性物质的机械强度，致使其脱落。
二、充电箱系统构成分析
充电箱系统主要由主电路设计、控制和信号采集设计、人机界面设置三部分完成。
1、主电路设计
利用稳压稳流电源作为充电设备的电源设备，可以提供恒压，恒流电源。电源采用市电220V输入，0～30V输出，具有可编程控制。电压值，电流值，可以通过外部0～10V标准过程控制信号控制。稳压稳流电源输出的电流，经过固态继电器，接入到电池盒里电池上。固态继电器在此可以控制充电电流的大小。
2、控制和信号采集设计
数据采集方式选择程序控制数据采集。程序控制数据采集，由硬件和软件两部分组成。根据不同的采集需要，在程序存储器中，存放若干种信号采集程序，选择相应的采集程序进行采集工作，还可通过编新的程序，以满足不同采样任务的要求。
利用电池上端外加的电流和电压传感器，为可编程控制器提供充电时电池的电压电流的实时数据，可编程控制器根据这些数据，进行充电控制和报警处理。可编程控制器根据人机界面的设定，利用PWM脉宽控制方式，调节固态继电器上的控制侧占空比，进而控制充电电流值大小，按照变电流间歇式方式充电。当检测到电池充满后断开相应的电路，如果够充电完毕，可编程控制器提出报警提示。
3、人机界面设置
人机界面设计为用户提供了丰富的功能菜单。用户进入运行界后，可以选择充电方式，并根据蓄电池的不同，设置各个充电阶段的参数，包括起充电流，停充电压，充电时间，变电流系数和脉冲占空比。用户也可调试阶段，通过鼠标或键盘输入新数据。由于采用上述技术方案，使原来比较繁琐的充电过程变得，更加方便；同时本设计具有智能化高，人机界面良好、方便充电过程实施监控，提高充电效率高等优点。
参考文献
[1] 周志敏，周纪海，纪爱华.充电器电路设计与应用[M].北京：人民邮电出版社，2005.05.
[2] 钱良国，智能充电技术和智能充电机[J].铁道标准设计，1999.01.
[3] 王兆安，黄俊.电力电子技术[M].北京：机械工业出版社，2000.06.
[4] 李俄收，吴文民.铅酸蓄电池的充电方法与充电工艺[J].电源技术，2004.
作者简介
栾玉梅（1984―），女，天津人， 天津瑞能电气有限公司，本科，电气工程师，主要从事风力发电控制系统的研究。