专利名称：一种蓄电池充电方法
技术领域：
本发明公开了一种蓄电池充电管理方法，涉及通信电源和UPS电源等的蓄电池管理方法。
专利申请号为94227897的“蓄电池补偿式恒流自动充放电装置”，是一种蓄电池补偿式恒流自动充放电装置，由硬件和软件构成，包括电压补偿单元、整流单元、电流取样传感单元、电池组充放电转换单元、手控单元、伺服单元、监控单元、电动控制开关和报警单元。这是一种独立的充放电装置，其电压补偿是通过硬件来实现的。而对于通信电源系统而言，其整流器本身就具备对蓄电池的充电能力，没有必要再配备额外的充电设备。另外，通信电源系统蓄电池组的放电是对负载进行的，根本不需要放电装置。在通信电源系统中蓄电池的充电可分为恒流充电和恒压充电两个阶段，充电管理的关键是如何恰当地控制整流器的输出电压和输出电流，使其满足蓄电池的各阶段充电特性，延长蓄电池的使用寿命。
本发明所述通信电源蓄电池充电方法的核心思想是充电开始时，先调节整流器输出电压，同时利用检测到的蓄电池充电电流作为闭环反馈，适时地修正输出电压给定值，以确保充电开始时的电流在稳定合理的范围内。其处理步骤如下1.实时采样系统输出电压或来电前的蓄电池电压V1；2.计算恒流充电允许电流I＝充电电流比率Q×蓄电池总容量C；充电电流比率Q可以由用户来设定，也可以取一个缺省值，范围一般在20～25％之间。例如当设定为20％时，均充开始时恒流充电允许电流I就应保持在0.2C左右；3.当进入充电阶段时首先调节整流器输出电压V至比系统输出电压或来电前的蓄电池电压V1略高，如高0.05～0.2伏；4.实时采样蓄电池充电电流i；5.计算采样电流i和恒流充电电流I的差值δ当i大于恒流充电允许电流I时，δ＝i-I；当i小于90％的恒流充电允许电流I时，δ＝i-0.9I；当i在90％～100％的恒流充电允许电流I范围内时，δ＝0。之所以取90％是为了防止充电电流刚好在恒流充电允许电流I附近时，造成输出电压的来回调节形成振荡；6.根据δ值对整流器输出电压V作进一步的调节，总的说来就是若δ＞0，适当调低输出电压给定值；若δ＜0，适当调高输出电压给定值；若δ＝0，则不对输出电压进行调节；这里对输出电压给定值的调节有如下要求1)有一上限限制，输出电压最高不能超过设定的均充电压；2)有一下限限制，输出电压最低不能低于系统二次下电电压；3)调节的步长L应可变，具体根据步骤5中计算得到的δ值大小决定；采用可变步长的好处是快速可靠，防止过充，亦即当δ值较大时加大调节步长，使输出电压能够快速地调节到位；当δ值较小时缩小调节步长，以防止发生过充；7.继续步骤4、5和6，将充电电流恒定在90％～100％的恒流充电允许电流I范围内。
采用本发明所述方法，与现有技术相比，可以使输出电压的调节恰到好处，克服了单纯调压方式所带来的充电电流过大或过小的问题，避免了蓄电池过充或过放；而且适用范围广，对于不具备恒流输出功能的整流器不能采用单纯的设置限流点的方式，而这种利用充电电流作闭环反馈的输出电压调节方式却可应用自如；另外能够安全、快速、有效地实现了蓄电池的自动充电管理，有利于通讯电源和后备蓄电池组的无人值守；并且作到了最大可能地延长蓄电池的使用寿命，为用户带来最高的投资回报，节省用户的设备投资。
图2是以一种300A组合电源的后备200AH(安时)蓄电池组为例，假设当前为停电再来电后对电池进行补充充电，充电电流比率Q设定为20％。采用本方法的处理步骤如下1.实时采样得到来电前一时刻的蓄电池电压V1＝50V；2.计算恒流充电允许电流I＝充电电流比率Q×蓄电池总容量C＝20％×200＝40A；3.当进入充电阶段时首先调节整流器输出电压至V1+0.1伏＝50.1伏；4.实时采样蓄电池充电电流i；5.计算采样电流i和恒流充电电流I的差值δ当i大于40A时，δ＝i-40；当i小于90％的恒流充电允许电流I，即36A时，δ＝i-36；当i在36A～40A范围内时，δ＝0；6.根据δ值对整流器输出电压作进一步的调节若δ＜0，适当调高输出电压给定值，但不能高于设定的均充电压56.4V；若δ＞0，适当调低输出电压给定值，但不能低于设定的二次下电电压44V；若δ＝0，则不对输出电压进行调节具体调节步长L如下当|δ|＞15A时，步长L取0.15V；当15A≥|δ|≥5A时，步长L取0.1V；当0＜|δ|＜5A时，步长L取0.05V；当|δ|＝0时，步长L取0V；7.继续步骤4、5和6，将充电电流恒定在36A～40A范围内。
综上所述，本方法首次提出在蓄电池充电时调节输出电压给定值，同时利用实际充电电流作为闭环反馈，依据实际充电电流大小实时调节该给定值，确保均充时电流稳定在恒流充电允许电流附近，有效地延长了蓄电池组的使用寿命，为用户带来了良好的经济效益。
权利要求
1.一种蓄电池充电方法，包括如下步骤1)实时采样系统输出电压或来电前的蓄电池电压V1；2)计算恒流充电允许电流I；3)当进入充电阶段时调节整流器输出电压V至比系统输出电压或来电前的蓄电池电压V1略高；4)实时采样蓄电池充电电流i；5)计算采样电流i和恒流充电电流I的差值δ；6)根据δ值对整流器输出电压V作进一步的调节若δ＞0，适当调低输出电压给定值；若δ＜0，适当调高输出电压给定值；若δ＝0，则不对输出电压进行调节；7)继续步骤4)、5)和6)，将充电电流恒定在90％～100％的恒流充电允许电流I范围内。
2.根据权利要求1所述的一种蓄电池充电方法，其特征在于所述的步骤5)中的差值δ计算如下当i大于恒流充电允许电流I时，δ＝i-I；当i小于90％的恒流充电允许电流I时，δ＝i-0.9I；当i在90％～100％的恒流充电允许电流I范围内时，δ＝0。
3.根据权利要求1所述的一种蓄电池充电方法，其特征在于所述的步骤6)中，对输出电压给定值的调节还要满足最高不能超过设定的均充电压，最低不能低于系统二次下电电压。
4.根据权利要求1或3所述的一种蓄电池充电方法，其特征在于对输出电压给定值的调节时，调节步长L是可变的。
5.根据权利要求4所述的一种蓄电池充电方法，其特征在于所述的的调节步长是根据步骤5)中计算得到的δ值大小决定，即当δ值较大时加大调节步长，当δ值较小时缩小调节步长。
全文摘要
一种蓄电池充电方法，是为了克服蓄电池限制充电电流手段单一，以及充电电流调节不当所带来的蓄电池损害问题，包括如下步骤1)实时采样系统输出电压或来电前的蓄电池电压V1；2)计算恒流充电允许电流I；3)当进入充电阶段时首先调节整流器输出电压V至比系统输出电压或来电前的蓄电池电压V1略高；4)实时采样蓄电池充电电流i；5)计算采样电流i和恒流充电电流I的差值δ6)根据δ值对整流器输出电压V作进一步的调节，继续步骤4、5和6，将充电电流恒定在90％～100％的恒流充电允许电流I范围内；本发明方法可以使输出电压的调节恰到好处，避免蓄电池过充或过放；适用范围广，安全、快速、有效地实现了蓄电池的自动充电并延长蓄电池的使用寿命。
文档编号H01M10/42GK1409431SQ0112694
公开日2003年4月9日 申请日期2001年9月26日 优先权日2001年9月26日
发明者严宏明, 马建军 申请人:深圳市中兴通讯股份有限公司上海第二研究所