有設計者認為減小充電電流具有3個方面的優(yōu)點： (1)可以使單位時間內產生的熱量降低，有利于在蓄電池的使用壽命末期和夏季保證充電質量;(2)可以減少極化(歐姆極化、濃差極化、電化學極化)現(xiàn)象的影響，有利于冬季充電; ( 3)可以降低充電器的輸出功率，制造成本下降。但是也有設計者認為，電動車用蓄電池以較大電流短時間放電，充電接受率高， 所以可以增大充電電流(甚至推薦為5A)以提高充電速度。

通過對浙江天能、浙江超威、英國IBT和日本松下等電動車用48V ( 20A·h)蓄電池進行了長期的可靠性實驗。在充電時，采用平均值為3. 5A并根據環(huán)境溫度動態(tài)小幅度調整的恒流快速充電電流，蓄電池沒有明顯發(fā)熱，充電過程穩(wěn)定可靠。

2. 2. 2 恒壓充電電壓的選擇

恒壓充電電壓的選擇非常關鍵，因為它不能在很寬的范圍內調整。確定這個參數不但需要對蓄電池有較為深人的了解，還需要對充電策略等因素進行考慮。

蓄電池在充電時，正極上的析氧速率與施加的充電電壓成正比，而氧傳輸到負極并溶解在負極表面液膜中進行還原的速度受到限制，即氧的析出快于還原時，復合效率就下降，造成失水。通常情況下， 48V 閥控鉛酸蓄電池的浮充電壓設置在55 -55. 6 V,可以保證蓄電池長期處于充電狀態(tài)且極少失水。循環(huán)使用蓄電池最高充電電壓為58. 8V,如果超過就會使復合效率急劇下降，從而影響電池的使用壽命。

2. 2. 3 蓄電池是否充滿的判定

對蓄電池在充電過程中是否已充滿的判斷是充電器的重要指標。如果蓄電池未充滿而錯判為充滿將導致蓄電池欠充;反之，則將導致蓄電池過充。這兩種情況都會嚴重影響蓄電池的壽命。目前判斷蓄電池是否充滿的控制準則有：定時控制、電壓控制(包含最高電壓、電壓負增量、電壓零增量等)、溫度控制(包括最高溫度、最高溫升、溫度變化率等)、電流控制(包含最小電流、電流變化量等)、動態(tài)內阻控制等。

在實際應用中，如果以單一的控制的方式都將不可避免地存在缺陷。比如，在恒壓均衡充電過程中，電壓保持恒定，電流會隨著充電的進程逐漸減小，當小到一定程度電流將會恒定，不再下降，這時的電能向化學能的轉化效率已經很低，電能主要用于電解水，一般認為這個電流為蓄電池恒壓均衡充電的殘余電流。然而，殘余電流的大小將隨著環(huán)境溫度的變化而變化，也就是說殘余電流是一個受內、外界多重因素影響的動態(tài)值。若沒有溫度控制，最高充電電壓和切換電流都只能設置成定值，而這個定值無論如何設置，都只能在一個相對較小的范圍內成為最佳設置。為此，設計的充電器通過對電壓、電流、溫度等工作參數進行實時檢測，并按模糊理論的評判規(guī)則對這些參數進行綜合分析，從而確定蓄電池是否充滿。

2. 3 軟件架構

P IC16C712單片機的軟件模塊主要完成對傳感器的輸入信號進行采集、對電源專用芯片UC3875進行控制、對異常進行處理等工作。在設計過程中，軟件系統(tǒng)每隔10 s檢測一次電壓和電流; 每隔20 s檢測一次溫度。如有異常，系統(tǒng)將通過LED提示用戶出現(xiàn)何種異常并采取相應的保護措施。整個系統(tǒng)的軟件架構，如圖5所示。

圖5 軟件架構

3 結 論

對充電器樣機進行的測試表明蓄電池充電器具有如下特性：

(1)輸入電壓： 220 Vac;

(2)輸出電壓： 40~60V;

(3)輸出電流： 10A;

(4)功率因數： > 0. 99;

(5)充電噪聲： 20dB;

(6)充電時間： 6~8h;

(7)充電效率： > 85%;

(8)充電溫升： 15℃;

(9)質 量： 0. 6kg.

此外，充電器還具有故障診斷功能。當充電回路電流或電壓過大、開路、短路時，充電器自動切斷主電路，同時點亮相應的LED故障指示燈指示故障原因，具有良好的保護特性。