一种锌银蓄电池多周次使用充电控制方法与流程

1.本发明属于蓄电池充电技术领域，特别涉及一种锌银蓄电池多周次使用充电控制方法。


背景技术：

2.随着我国国防装备的不断发展，特别是空间领域装备快速崛起，空间领域有人环境装备的供电系统需满足长期服役，多周次使用。如何高可靠性、高安全性的满足装备长期用电需求值得人们关注和重视。
3.锌银蓄电池因其高稳定性、可靠性和安全性，一直被我国重点型号装备和载人工程系统所使用，而随着系统用电需求的变化，锌银蓄电池需实现密封充电，循环寿命需从原来的几周次提高到十几周次，湿态寿命需达到2年。根据电池的特性以及在电池在存储和使用过程的具体情况，对电池进行合理维护充电，设计有效的充电控制方法，可确保电池圆满完成装备的供电任务。
4.锌银蓄电池的单体电池容量状态不同体现在充电前单体电池开路电压存在4种分布域，如图1所示，分别是：所有单体1.57v＜u＜1.65v；所有单体u＞1.57v，且存在u≥1.65v；所有单体u＜1.65v，且存在u≤1.57v；存在单体≤1.57v，且存在u≥1.65v。现在锌银蓄电池充电控制方法单一，充电过程电池需打开气塞，只适用于电池半荷电以下状态，不能满足电池多周次多状态的使用要求，无法解决电池因长时间使用发生钝化的问题；且在未知状态充电，会对电池状态发生误判；不能使电池密封状态多周次充电；无法擦除一价银高压状态等。使锌银蓄电池无法满足新装配的使用需求，制约了锌银蓄电池的应用领域。


技术实现要素：

5.本发明针对现有技术的不足，提供一种锌银蓄电池多周次使用充电控制方法。
6.本方案中的一种锌银蓄电池多周次使用充电控制方法，根据充放电设备对充电前单体电压采集判断，自主进入不同的充电控制流程对电池进行充电控制，每种分布域对应一种充电控制流程，具体如下：
7.模式1的控制流程：当所有单体u值为：1.57v＜u＜1.65v，采用该模式，即：以恒定电流i1开始充电，充至一只单体达到1.96v，其余单体电压不低于1.90v后，开始按设定时间t计时,时间t到后,转小电流i1/2充电，至一只单体达到设定值v1时电流进入降序，所述降序即:以每个充电坪阶为i1/10的步长逐渐降低充电电流，在每个充电坪阶只要有一只单体达到设定值v1，就降至下个充电坪阶的电流继续充电，当充电电流降至充电截止电流时，再有一只单体达到设定值v1即可结束充电；
8.模式2的控制流程：当所有单体u值为：所有单体u＞1.57v，且存在u≥1.65v，采用该模式，即：以截止电流开始充电，以每个充电坪阶的充电电流以i1/10为跨度升至衡定电流i1,再以i1/10为跨度降至截止电流，电流上升过程巡检单体电压进行检测，当单体电压均低于设定值v1时，电流继续上升，当有单体电压高于设定值v1时电流进入降序，采用与模式1
相同的降序方式继续充电，当充电电流降至充电截止电流时，再有一只单体达到设定值v1即可结束充电；
9.模式3的控制流程：当所有单体u值为：所有单体u＜1.65v，且存在u≤1.57v，采用该模式，即：先以恒定电流值i1对电池充电1～2h，然后以恒定电流值i2对电池进行放电，放电时间需根据本次充电容量和i2决定，放电容量为充电容量的80％,放电过程中出现单体电压低于设定值v2时，应停止放电；再对电池进行充电，充电控制流程与模式1相同；
10.模式4的控制流程：当所有单体u值为：存在单体≤1.57v，且存在u≥1.65v，即表明电池组存在单体异常现象，提示进行更换电池组。
11.本方案中恒定电流i1值通常为电池容量的容量的1/10。v1的确定只要能够确保电池容量达到使用要求的情况下，电池中不会产生多余气体即可。i2根据电池实际使用时的负载电流确定；v2为电池容量放电至剩余20％,t根据电池组单体数决定，一般可设置为：单体数
×
30秒。
12.本方案的工作原理及有益技术效果是：模式1的控制流程解决电池低容量状态时密封可靠充电问题。模式2的控制流程解决了对任意状态电池进行充电问题。模式3的控制流程解决了电池长时间存放出现内部发生钝化充入容量偏低问题，设定电压v1的合理选取解决了电池不能多周次密封充电问题。恒流电流i1充电过程及时间t的合理设定解决了一价银高压波误判问题。
13.进一步，所述恒定电流i1为电池容量的容量的1/10。
14.进一步，所述v1的确定只要能够确保电池容量达到使用要求的情况下，电池中不会产生气体即可。
15.进一步，所述v2为电池容量的20％。
16.进一步，所述时间t为单体数
×
30秒。
附图说明
17.图1为锌银蓄电池的单体电池充电前的开路电压存在的4种分布域；
18.图2为模式1充电控制流程图；
19.图3为模式2充电控制流程图。
具体实施方式
20.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
21.一种锌银蓄电池多周次使用充电控制方法，根据充放电设备对充电前单体电压采集判断，自主进入不同的充电控制流程对电池进行充电控制，锌银蓄电池的单体电池容量状态不同体现在充电前单体电池开路电压存在4种分布域，如图1所示，每种分布域对应一种充电控制流程，具体如下：
22.模式1的控制流程，当所有单体u值为：1.57v＜u＜1.65v，采用该模式，即：如图2所示：以恒定电流i1开始充电，充至一只单体达到1.96v，其余单体电压不低于1.90v后，开始按设定时间t计时,时间t到后,转小电流i1/2充电，至一只单体达到设定值v1时电流进入降序，所述降序即:以每个充电坪阶为i1/10的步长逐渐降低充电电流，在每个充电坪阶只要有一只单体达到设定值v1，就降至下个充电坪阶的电流继续充电，当充电电流降至充电截
止电流时，再有一只单体达到设定值v1即可结束充电；
23.模式2的控制流程，当所有单体u值为：1所有单体u＞1.57v，且存在u≥1.65v，采用该模式，即：如图3所示：以截止电流开始充电，以每个充电坪阶的充电电流以i1/10为跨度升至衡定电流i1,再以i1/10为跨度降至截止电流，电流上升过程巡检单体电压进行检测，当单体电压均低于设定值v1时，电流继续上升，当有单体电压高于设定值v1时电流进入降序，采用与模式1相同的降序方式继续充电，当充电电流降至充电截止电流时，再有一只单体达到设定值v1即可结束充电；
24.模式3的控制流程：当所有单体u值为：所有单体u＜1.65v，且存在u≤1.57v，采用该模式，即：先以恒定电流值i1对电池充电1～2，优选1.5h，然后以恒定电流值i2对电池进行放电，放电时间需根据本次充电容量和i2决定，放电容量为充电容量的80％,放电过程中出现单体电压低于设定值v2时，应停止放电；再对电池进行充电，充电控制流程与模式1相同；
25.模式4的控制流程：当所有单体u值为：存在单体≤1.57v，且存在u≥1.65v，即表明电池组存在单体异常现象，提示进行更换电池组。
26.上述任意模式的充电过程中，出现单体电压大于保护值v1时,停止充电。
27.其中：恒定电流i1值通常为电池容量的容量的1/10。v1的确定只要能够确保电池容量达到使用要求的情况下，电池中不会产生多余气体即可。i2根据电池实际使用时的负载电流确定；v2为电池容量放电至剩余20％,t根据电池组单体数决定，一般可设置为：单体数
×
30秒。
28.具体实施过程如下：
29.如一个由20个单体组成，容量为25ah的电池，实际使用负载电流为4a，则i1＝2.5a,i2＝4a,t＝10min。