Ni-MH电池4C充电的研讨
前 言
现代社会对环境污染的重视程度越来越高，这就给二次动力拓荒宽广的商场，既环保又安全的Ni-MH电池已成为未来最具发展前景的动力电池之一。
二次电池充电时刻长、运用不方便一直是用户诉苦的首要问题之一。完结二次电池的快速充电除了电池自身需求进步充电功率等功能以外，适合于快速充电的充电器也是完结该方针的重要因素。快速充电技能已成为近年来电池和电子业界研讨的热门。
通过多年Ni-MH电池的快速充电的研讨，现在咱们已处理4C充电器的技能计划，只需15分钟充电可以使电池的充电容量到达90%左右，一起还延长了Ni-MH 电池的循环寿数。
一、 规划原理与思路
1 铅蓄电池充电规划简略,如图一为一般铅蓄电池的充电状况。
2 Ni-MH电池充电规划
电池类别和状况辨认是为了承认电池状况是否可以正常充电，在规划充电器时可以对电池进行电压测验后处理：
A、给电池两头加上一个比电池电压高的电压，当测验到这个电压没被电池拉低时，则可以断定为电池开路，充电器不予充电；
B、假如单节电池初始电压或充电进程中的停充电压大于１.６Ｖ时，则可断定为一次电池或不良电池，不予充电；
C、充电器先对电池进行小电流充电２－３秒钟，假如检测到单节电池电压小于０.２Ｖ，则可断定为短路电池（坏电池），不予充电；
D、假如装入充电器的电池单节电池电压大于０.２Ｖ小于１.０Ｖ时，则须用小电流进行保护性充电，至１.０Ｖ之后，再选用４Ｃ大电流充电．
二、 4C充电的研讨
在进行4C充电规划时,要注意以下几个要害点：
1、辨认、断定及预充出习惯于４Ｃ大电流充电的电池
一般Ni-MH电池可以接受10C的放电倍率，但不能接受高倍率充电．选用4C大电流充电，只能适用于充电速率高达4C的电池，不然会对电池形成损伤。适用于高倍率充电的Ni-MH电池有必要在正负极资料，结构等方面进行改善，如增大触摸面积，下降触摸电阻和电化学极化等。研发快速充电器时，就需求规划控制电路和芯片软件来辨认电池的类型，是否习惯大电流充电。一起，配套电池的内部也需求规划对应的辨认设备，关于不能习惯大电流充电的Ni-MH电池，选用小电流充电（一般为1Ｃ），防止损坏电池。
2、快速充电
首先用脉冲４Ｃ大电流对电池充电，然后让电池停充一段时刻，用小电流瞬间放电，再停一段时刻，再用４Ｃ大电流充电，进入下一个循环。如图二 ：完结快速充电的原理：
A、充电时，负极分出氢气，贮存在负极贮氢合金中，正极由Ni(OH)2变成NiOOH和H2O；
B、停充时，氢气分散到氢电极外表和氧气化合生成水；
C、放电时，还未化合的氢气在负极上被消耗掉，正极由羟基氧化镍变成氧化亚镍。
通过上述的循环进程，使浓差极化和电化学极化得到消除，减轻了电池的内压，使下一个循环的恒流充电可以顺畅地进行，电能与化学能的转化更充沛。间歇脉冲使电池有较充沛的反应时刻，减少了析气量，进步了电池的充电转化率。
3、快速充电的中止
根据Ni—MH电作业原理，过充电将会严峻影响电池的循环寿数，所以有必要选用准确的充电中止条件，判别办法首要包含：
肯定电压法——单节电池中止电压不得大于1.65V；
电压拐点法——电压上升速率由缓趋陡的转折点；
电压零斜率法——电压中止上升；
电压负添加法（－△V）——电池电压呈现下降；
温度法——电池温度的极限值及上升斜率。
图三为Ni-MH电1C充电中止时体现出的中止条件：
而Ni－MH电池4C快速充电的中止检测的办法又有不同：
A、肯定电压法，首要用于判别一次电池或不良电池；
B、电压曲线零斜率法，当电池电压在1.5分钟内不呈现添加时即作为充溢条件的断定根据之一；
C、电压负添加法（-△V），当电池电压过了设定中止电压后发作下降时，即作为充溢条件的断定根据之一；
D、温度法，当电池温度到达设定极值时，作为充溢条件的断定根据之一；
当电池电压改变满意中止条件时，要监测温度的改变，再做出归纳断定。但假如温度到达极限值时，电池电压改变仍不满意中止条件，充电只需暂停，待温度下降后再发动充电，满意中止电压条件后，才干判别为电已充溢。
假如归纳断定失误，会导致充电提早中止或过充电。提早中止会让电池充电饱和度低，运用作用差；过充时，电池温度过高（64℃），温度斜率偏大（4.8℃/分），形成电池严峻损坏。图四是充电时，在1.8V时没关断，当电池电压下降到1.79V才关断，多充电2分多钟，电池温度上升了11℃，对电池损伤极大。图五是合理的15分钟充电曲线，充电时刻约14分钟：
4、保护性充电；
因为电池在大电流充电时，发热量大，需求选用电扇降温，当电池快速充电到中止的时分，指示灯发作改变，给予提示，这时电池电量的饱和度实践只到达80%左右，尚有近20%的可充性；因而，在指示灯改变后，再选用0.5C的充电电流进行保护性充电到安全关断时刻，才可使电池电量饱和度到达90%以上。保护性充电时刻约5.0分钟。假如图五所示。
5、 充电完结的承认
A、充电计时到达安全时刻时，彻底关断一切充电，完结充电。
B、在充电进程中，如发现电池不良或非充电电池、温度反常、充电器本省作业反常等状况时，充电器都会发动充电完结算法，中止充电。
C、充电完结，表明整个充电进程已完毕，电池已充溢电，可以对下一个目标作业。
D、一般充电完结时刻定为20分钟。
三 4C充电研讨结果
咱们规划的4C快速充电器通过上万次测验，国内习惯大电流充电的电池循环寿数为200次左右，充电饱和度前100次一般在75%以上。假如在电芯上添加一些可恢复性安全设备（如过压、超温设备），作用更好。 从此数据来看，要推行此类产品，配套电池尤为要害。这样，假如将产品工业化，公路旁边的充电站就会像现在的加油站相同多；电动车在路旁边充电，只需等候与轿车加油相同的时刻（15分钟），严重的动力动力得以缓解。
（注：此文由本人在2006年度全国动力电池论坛上的演讲稿收拾而成，如文中专业知识有过错之处，望各位专家指正）
文章的甜甜蜜蜜。在这夸姣的日子里，希望这篇文章能给一切的德赛人带来吉详和健康！
