恒压充电

电机工程术语

恒压充电，蓄电池两极间的电压维持在恒定值的充电，是一种广泛采用的充电方法。起动用蓄电池在车辆运行时也处于近似的恒压充电的情况。其优点是随着蓄电池的荷电状态的变化，自动调整充电电流，如果规定的电压恒定值适宜，就既能保证蓄电池的完全充电，又能尽量减少析气和失水。

简介

充电电源的电压在全部充电时间里保持恒定的数值，随着蓄电池端电压的逐渐升高，电流逐渐减小，这就是所谓的恒压充电法。恒压法充电前期的电流往往会很大，随着端电压的逐渐上升，电流慢慢减小。当充电器电压和蓄电池两端的稳定电压接近时，电流接近于零。为了防止蓄电池过充电，一般设定的输出电压普遍较充满电压低。用这种方法充电时，往往会造成铅酸蓄电池的硫酸盐化。长期如此充电，将造成难以复原的硫酸铅结晶，大大降低蓄电池的容量。所以，此法只可以作为一般的补充电方法。用恒定电压快速充电时，由于充电初期蓄电池电动势较低，充电电流很大，随着充电的进行，电流将逐渐减小，因此，只需简易控制系统。

这种充电方法电解水失水很少，避免了蓄电池过充电。但在充电初期电流过大，对蓄电池寿命造成很大影响，且容易使蓄电池极板弯曲，造成蓄电池报废。鉴于这种缺点，恒压充电方式很少采用。

优缺点

充电初期电流相当大，随着时间的推移，电流逐渐减小，在充电终期只有很小电流通过，这种方式下可不必调整电流，这种方法使用较简单，由于充电电流自动减小，充电过程中析出气体较少，充电时间短，能耗低，充电效率高。

缺点有：在充电初期，如果蓄电池放电深度过深，充电电流会很大，不仅危及充电器的安全，电池也可能因过流而受损伤，若电压选择过低，后期充电电流又过小，导致充电时间过长，这样就不适宜于串联数量多的电池组的充电；蓄电池端电压的变化很难补偿，充电过程中对落后电池的完全充电很难实现。

其他常规充电方式

恒流充电

恒流充电法是用调整充电装置输出电压或改变与蓄电池串联的电阻的方法，保持充电电流不变的充电方法，即从开始充电到充电结束都是利用恒定电流值进行充电，也就是所谓的定电流充电法。一方面表现在当充电电流增大时，电路能自动降低输出电压，使电流减小，维持恒定；另一方面，随着蓄电池充进电量的增多，蓄电池两端电压会不断上升，为了防止充电电流变小，开关电源的输出端电压必须随着充电过程而逐渐上升。在这个阶段，充电电流较大，一般设定在1.8A左右。这种方式以稳定的较小电流给蓄电池充电，蓄电池在充电过程中的化学反应平稳，内阻的变化只是影响端电压的变化，直到端电压接近充电器的功率所限电压时，电流才会下降。由于蓄电池的可接受电流能力是随着充电过程的进行而逐渐下降的，到充电后期会导致蓄电池过充电。恒定的电流在充电后期大多用于电解水产生气体，使蓄电池内部压力上升，不加控制容易使蓄电池因失水而干涸。最终，也会使蓄电池容量急剧下降。

三阶段充电方式

目前电动自行车用充电器多属于智能二段式、三段式充电器。二段式充电器的充电模式是将充电过程分为恒流恒压、浮充两个充电阶段。二阶段法采用恒电流和恒电压相结合的快速充电方法，首先以恒电流充电至预定的电压值，然后改为恒电压完成剩余的充电。一般两阶段之间的转换电压就是第二阶段的恒电压。三段式充电器的充电模式是将充电过程分为恒流、恒压、浮充三个充电阶段，三个充电阶段自动转换。三阶段充电法在充电开始和结束时采用恒电流充电，中间用恒电压充电。当电流衰减到预定值时，由第二阶段转换到第三阶段，即涓流充电阶段，涓流充电阶段是指当蓄电池基本充满时，电路根据检测到的充电电流会自动减小开关电源的输出电压，此时输出电压固定，充电电流继续逐渐减小，约两小时后充电结束。结束后，充电电流保持在几十毫安以下或者几毫安以下甚至更低。以上三个阶段的转换是依靠相关集成电路来检测充电电流和输出电压进而根据既定的模式自动实现的。这种方法可以将出气量减到最少，但作为一种快速充电方法使用，受到一定的限制。现以采用较多的36V 12Ah铅酸蓄电池充电器为例来说明。第一阶段以1.8A的恒定电流将电池充到约44.4V；第二阶段将充电电流减小到约0.3A，再次将电池电压充到44.4V；第三阶段将电压降至约41.4V，电流减至约50mA对电池进行浮充。

由于三段式充电器存在着充电时间长、容易使电池出现“热失控”和“极化”等副反应，严重影响电池的使用寿命，因而全智能脉冲充电器的出现引发了充电器的全面革命。

脉冲充电方式

脉冲充电方式首先是用脉冲电流对蓄电池充电，然后让蓄电池停充一段时间，如此反复循环。脉冲充电就是以不连续的、固定电压的方波向电池充电，充电电流较大。充电初期由于正负极板都处于硫酸铅状态，有较大的接受能力，又由于方波的不连续性，每个波形问又有停止间歇，给极板活性物质以充分的反应、调整、内外物质均衡的机会，使浓差极化和欧姆极化自然而然地得到消除，从而降低了蓄电池的内压，使下一轮的恒流充电能够更加顺利地进行，使蓄电池可以吸收更多的电量，所以初期充电较快。随着极板物质不断得到还原，电压不断升高，充电速度逐渐减慢，活性物质反应速度逐渐降低，极板周围也逐渐积聚大量带电离子，包围住极板，使极板被隔离，阻止后续带电离子到达活性物质。当极板电位达到极限时（接近充电终止电压），电化作用几乎停止进行。到极化点，转而对极板周围的水分进行分解，表现为大量冒泡和水分蒸发，正极表面吸附大量氧气，负极表面吸附大量氢气，这时的电压称为“产气点”。解决和消除这种妨碍充电的极化现象，方法是先短暂地停充，然后用较大的、反方向的、时间极短的电流——负脉冲，对正负极板施加反方向电压，清除极板周围聚集的大量正负离子和气体，扫清道路。反脉冲实际就是一种放电措施。

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