柴油發電機組啟動用蓄電池的充電原理與充電方式

2026-07-15(49)次瀏覽

蓄電池是柴油發電機組啟動系統中常見的電啟動配置，它可以通過充電來重復使用。但是，如果充電方法不正確，不僅會影響電池壽命，還可能導致安全問題。

蓄電池是柴油發電機組啟動系統中常見的電啟動配置，它可以通過充電來重復使用。但是，如果充電方法不正確，不僅會影響電池壽命，還可能導致安全問題。選擇合適的充電器非常重要。不同類型的蓄電池需要不同的充電器，因此在購買充電器時要注意選擇適合自己的蓄電池類型的充電器。同時，充電器的輸出電壓和電流也要與蓄電池的額定電壓和電流匹配，否則會影響充電效果和電池壽命。

一、蓄電池充電原理和過程

　1、蓄電池充電原理

　　蓄電池放電后，用直流電按與放電電流相反的方向通過蓄電池，使它恢復工作能力，這個過程稱為蓄電池充電。蓄電池充電時，電池正極與電源正極相聯，電池負極與電源負極相聯，充電電源電壓必須高于電池的總電動勢。充電方式有恒電流充電和恒電壓充電兩種。

　2、蓄電池充電器原理

　　蓄電池里面有大量的硫酸等可供電離的溶液，當插上電源，電流就通過里面的鉛板(有些電池不是鉛)電離溶液，這樣就將電能轉化為化學能;如果要使用，溶液就會轉化為電能通過電極輸送出去。這是原理上的描述，事實上，真實的情況十分復雜，可參考相關專業書籍。充電方法制度：常規充電制度是依據1940年前國際公認的經驗法則設計的。其中最著名的就是“安培小時規則”：充電電流安培數，不應超過蓄電池待充電的安時數。實際上，常規充電的速度被蓄電池在充電過程中的溫升和氣體的產生所限制。這個現象對蓄電池充電所必須的最短時間具有重要意義。

　3、充電過程

　　蓄電池在充電時，應將密封蓋擰下。再將充電機的正、負極分別與蓄電池的正、負極相接。蓄電池的充電方式一般有定流充電和定壓充電兩種。具體應根據發電機組使用充電機的技術性能和充電蓄電池的數量進行選擇。

　　(1)初充電。

　　初充電是指蓄電池在使用之前的首次充電。初充電的電流和時間應嚴格按制造廠說明書中的規定執行。在一般情況下，初充電的電流不宜過大。電流過大，會使電解液的溫度上升過高，損害極板與隔板，并影響活性物質的形成過程。當環境溫度過高時，充電電流應適當減小。

　　(2)普通充電。

　　普通充電是指蓄電池使用后的再次充電。在充電前應全面檢查單格蓄電池的電壓和電解液密度，液面低于規定標準時，應及時添加蒸餾水后再進行充電。

　　普通充電的電流要分兩個階段進行：第一階段的充電電流應為蓄電池容量的1/10，歷時10~12h，當電解液冒出大量氣泡，并且充到單格電池的電壓為2.3~2.4V時，再按第階段的充電電流繼續充電。第二階段的充電電流應為第一階段充電電流的1/2，歷時4~6h，當各個單格電池的電壓達到2.6~2.7V，并且在2h內電解液的密度和電壓不再變化，并有大量的氣泡冒出時，說明蓄電池已充足電。

充電原理.png 充電過程.png

二、蓄電池充電方式

　1、恒流充電法

　　恒流充電法是用調整充電裝置輸出電壓或改變與蓄電池串聯電阻的方法，保持充電電流強度不變的充電方法。控制方法簡單，但由于電池的可接受電流能力是隨著充電過程的進行而逐漸下降的，到充電后期，充電電流多用于電解水，產生氣體，使出氣過甚，因此，常選用階段充電法。

　2、恒壓充電法

　　充電電源的電壓在全部充電時間里保持恒定的數值，隨著蓄電池端電壓的逐漸升高，電流逐漸減少。與恒流充電法相比，其充電過程更接近于最佳充電曲線。用恒定電壓快速充電，由于充電初期蓄電池電動勢較低，充電電流很大，隨著充電的進行，電流將逐漸減少，因此，只需簡易控制系統。這種充電方法電解水很少，避免了蓄電池過充。但在充電初期電流過大，對蓄電池壽命造成很大影響，且容易使蓄電池極板彎曲，造成電池報廢。鑒于這種缺點，恒壓充電很少使用，只有在充電電源電壓低而電流大時采用。例如，汽車運行過程中，蓄電池就是以恒壓充電法充電的。

　3、階段充電法

　　此方法包括二階段充電法和三階段充電法

　　(1)二階段法采用恒電流和恒電壓相結合的快速充電方法，首先，以恒電流充電至預定的電壓值，然后，改為恒電壓完成剩余的充電。一般兩階段之間的轉換電壓就是第二階段的恒電壓。

　　(2)三階段充電法在充電開始和結束時采用恒電流充電，中間用恒電壓充電。當電流衰減到預定值時，由第二階段轉換到第三階段。這種方法可以將出氣量減到最少，但作為一種快速充電方法使用，受到一定的限制。

　4、快速充電法

　　(1) 脈沖式充電法

　　這種充電法不僅遵循蓄電池固有的充電接受率，而且能夠提高蓄電池充電接受率，從而打破了蓄電池指數充電接受曲線的限制，這也是蓄電池充電理論的新發展。脈沖充電方式首先是用脈沖電流對電池充電，然后讓電池停充一段時間，如此循環。充電脈沖使蓄電池充滿電量，而間歇期使蓄電池經化學反應產生的氧氣和氫氣有時間重新化合而被吸收掉，使濃差極化和歐姆極化自然而然地得到消除，從而減輕了蓄電池的內壓，使下一輪的恒流充電能夠更加順利地進行，使蓄電池可以吸收更多的電量。間歇脈沖使蓄電池有較充分的反應時間，減少了析氣量，提高了蓄電池的充電電流接受率。

　　(2)2REFLEXTM快速充電法

　　這種技術是美國的一項專利技術，它主要面對的充電對象是鎳鎘電池。由于它采用了新型的充電方法，解決了鎳鎘電池的記憶效應，因此，大大降低了蓄電池的快速充電的時間。鉛酸蓄電池的充電方法和對充電狀態的檢測方法與鎳鎘電池有很大的不同，但它們之間可以相互借REFLEXTM充電法的一個工作周期包括正向充電脈沖，反向瞬間放電脈沖，停充維持3個階段。

　　(3) 變電流間歇充電法

　　這種充電方法建立在恒流充電和脈沖充電的基礎上。其特點是將恒流充電段改為限壓變電流間歇充電段。充電前期的各段采用變電流間歇充電的方法，保證加大充電電流，獲得絕大部分充電量。充電后期采用定電壓充電段，獲得過充電量，將電池恢復至完全充電態。通過間歇停充，使蓄電池經化學反應產生的氧氣和氫氣有時間重新化合而被吸收掉，使濃差極化和歐姆極化自然而然地得到消除，從而減輕了蓄電池的內壓，使下一輪的恒流充電能夠更加順利地進行，使蓄電池可以吸收更多的電量。

　　(4) 變電壓間歇充電法

　　在變電流間歇充電法的基礎上又有人提出了變電壓間歇充電法。與變電流間歇充電方法不同之處在于第一階段的不是間歇恒流，而是間歇恒壓。在每個恒電壓充電階段，由于是恒壓充電，充電電流自然按照指數規律下降，符合電池電流可接受率隨著充電的進行逐漸下降的特點。

　　(5) 變電壓變電流波浪式間歇正負零脈沖快速充電法

　　綜合合脈沖充電法、ReflexTM快速充電法、變電流間歇充電法及變電壓間歇充電法的優點，變電壓變電流波浪式正負零脈沖間歇快速充電法得到發展應用。