脉冲恒流充电：降低析气量，提高铅酸蓄电池充电电流可接受能力

脉冲恒流充电：降低析气量，提高铅酸蓄电池充电电流可接受能力

1 脉冲恒流充电条件

由于镍镉电池在常规充电过程中容易发生极化，常规恒压或恒流充电会使电解液不断产生氢气和氧气，氧气在内部高压作用下渗入负极与镉板发生化学反应生成CdO，造成极板有效容量下降。脉冲充电一般采用边充边放的方式，即充电5秒，放电1秒。这样，充电过程中产生的氧气大部分会在放电脉冲下被还原为电解液，可以大大减少气体的产生量。减少气体的产生量自然可以消除浓差极化和欧姆极化，从而降低铅酸电池内部压力，使下一步脉冲恒流充电更加顺利，使铅酸电池可以吸进更多的电量。

间歇性脉冲可使铅酸电池有充足的化学反应时间，从而减少充电过程中铅酸电池的气体析出量，提高铅酸电池可接受的充电电流。脉冲充电方式为充电5秒，停止充电1秒，重复此循环。此种充电方式会使充电过程中铅酸电池产生的氧气和氢气大部分在充电脉冲停止时被还原为电解液。这样不但减少了充电过程中铅酸电池因电化学副反应——水的电解而产生的气体析出量，而且对已经严重极化而导致失效的铅酸电池还具有修复作用。用此种充电方式对失效的铅酸电池进行5-10次充放电后，铅酸电池的容量将逐渐恢复。

2 优点

电动汽车、电动自行车的发明，给人们的交通、工作带来了极大的便利，尤其是电动自行车，已经逐渐成为我们生活中不可缺少的便捷工具，它清洁、环保、使用灵活。然而电动自行车所采用的铅酸电池的质量，直接决定了电动自行车的利用率。铅酸电池由于制造成本低、容量大、价格便宜，得到了广泛的应用。但是，如果使用不当，其寿命会大大缩短。影响铅酸电池寿命的因素有很多，如果采用正确的充电方法，可以有效延长电池的寿命。

研究和实践表明，电池充电过程对电池寿命的影响最大，而放电过程影响较小。也就是说，绝大多数电池不是因使用而损坏，而是因“充电”而损坏。由此可见，一个好的充电器对电池的使用寿命有非常重要的影响。市面上有很多电动车充电器，不同厂家性能不一，有的采用线性变压器降压再整流，有的采用半桥功率变换电路，有的采用单端反激功率变换电路等等，但基本上电路比较简单，保护功能差，不按充电曲线给电池充电，可能会影响电池寿命。桂盛电源充电站的脉冲充电器采用独特的模块控制IC加脉冲充电方式对电池进行充电，可以大大延长电池的使用寿命。

3 脉冲恒流充电原理

研究表明，如果以电池最低的气体逸出率为前提对电池进行充电，电池可接受的充电曲线如图1所示。实验表明，如果充电电流按照图1所示曲线变化，可以大大缩短充电时间，而电池容量和寿命不会受到影响。因此，此曲线被称为最佳充电曲线。充电开始时电流很大，但根据I=Ioeαt，随着时间的推移会很快衰减。主要原因是电池两极在充电过程中产生极化。

密封电池在充电过程中，内部会产生氧气和氢气，当氧气不能及时被吸收时，就会聚集在正极板上（正极板产生氧气），造成正极板面积相对缩小，电池内压增大，温度升高，表现为内阻增大，也就是所谓的“极化”现象。电池的充电和放电是可逆的。

充电和放电的化学反应公式如下：

PbO2++Pb=PbSO4+2H2O+PbSO4

显然，充电过程与放电过程是互相可逆的过程，本质上是一个热力学平衡过程。为保证电池始终处于平衡充电状态，流过电池的充电电流应尽可能小。为此，理想的充电方式应是外加充电电压等于电池本身的电动势。但实践表明，由于电极材料、溶液浓度等各种因素的差异，在对电池充电时，外加电压必须升高并超过电池的平衡电动势，这也是极化现象的必然结果。

4脉冲恒流充电方式

脉冲充电器的电路结构由以下几部分组成：电路滤波、初级整流滤波、PWM变换、次级整流滤波、脉冲电路、充放电电路及反馈控制。本电路与普通开关电源电路相比，增加了脉冲产生电路和充放电电路。为提高电路的转换效率，PWM控制采用桂盛电源专门研制的集成控制器件；脉冲产生电路采用555时基电路和十进制计数器/分频电路。DC/DC变换部分采用桂盛电源专门研制的反激式电路。除具有PWM控制本身工作在准谐振方式、空载降频、动态自供电、空载功耗小等特点外，与常规反激式电路相似。