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超級電容充電 超級電容的充電方式

真理惟一可靠的標(biāo)準(zhǔn)就是永遠(yuǎn)自相符合。土地是以它的肥沃和收獲而被估價(jià)的;才能也是土地,不過它生 產(chǎn)的不是糧食,而是真理。如果只能滋生瞑想和幻想的話,即使再大的才能也只是砂地或鹽池,那上面連 小草也長不出來的。 隨著動力電池的發(fā)展和應(yīng)用,動力電池的充電技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生,目前所采用的比較傳統(tǒng) 的充電方式有恒流充電和恒壓充電。 恒流充電是在充電過程中,全程采用恒定不變的電流進(jìn)行充電,一般適用于在電流不大 的情況下,進(jìn)行長時(shí)間充電; 恒壓充電則是采用動力電池可接受的恒定的電壓進(jìn)行充電; 之后又出現(xiàn)了上述兩種充電方式的組合模式,如 恒流限壓充電(充電到限定電壓后,通過減小充電電流限制電壓上升)、 恒壓限流充電(充電電壓恒定,充電電流始終小于限定的電流值) 先恒流后恒壓充電(先恒定電流充電,當(dāng)充電到指定電壓時(shí)轉(zhuǎn)為恒定電壓充電)等, 因?yàn)檫@些方式?jīng)]有比較準(zhǔn)確的控制而且模式比較單一,在充電時(shí)間、充電效率等方面并 不十分理想;但由于所需控制量少、實(shí)現(xiàn)簡單,這些方式在很多場合下仍被采用[31]。 由于動力電池存在固有的可接受充電電流曲線,隨著充電時(shí)間的增加,可接受充電電流 隨之減少,因此采用恒壓或恒流的充電方式,充電過程始終小于或大于電池可接受的充電電 流的狀態(tài)下進(jìn)行,從而降低了充電效率,延長了充電時(shí)間。

因此根據(jù)動力電池的自身充電規(guī)律,可以把充電過程細(xì)分為若干階段超級電容充電,各個(gè)階段采用不 同的充電模式,或者根據(jù)電池的不同狀態(tài),采用相應(yīng)的充電模式,使整個(gè)充電過程更符合動 力電池的充電特性。研究表明這種方式可以有效地減小充電時(shí)間、提高充電電量,但該方式 控制方式比較復(fù)雜,通用性不強(qiáng)[32]。 脈沖充電方式也是常用的充電模式之一。脈動式充電是指充電電流或電壓以脈沖的形式 加在蓄電池兩端進(jìn)行充電,可以縮短充電時(shí)間,增大充放電容量,減少電池發(fā)熱,提高充電 效率。有實(shí)驗(yàn)表明[33][34]如果可以提供正、負(fù)相間的電流脈沖,就能增加動力電池的循環(huán) 使用次數(shù),延長使用壽命。但現(xiàn)有的脈沖充電器的充電脈沖寬度和間歇時(shí)間大多是固定的, 無法根據(jù)充電狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的改變(可否考慮 PWM),因此充電效果受到了影響。 超級電容器的儲能原理不同于蓄電池,其充放電過程的容量狀態(tài)有其自身的特點(diǎn)。 超級電容器受充放電電流、溫度、充放電循環(huán)次數(shù)等因素影響,其中充放電流是最主要的影 響因素。由于超級電容器一般采用恒流限壓充電的方法,本文主要分析恒流充電條件下的超 級電容器特性。恒流限壓充電的方法為控制最高電壓為 Umax,恒流充電結(jié)束后轉(zhuǎn)入恒壓浮 充,直到超級電容器充滿。

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采用這種充電方法的優(yōu)點(diǎn)是:第一階段采用較大電流以節(jié)省充電 時(shí)間,后期采用恒壓充電可在充電結(jié)束前達(dá)到小電流充電,既保證充滿,又可避免超級電容 器內(nèi)部高溫而影響超級電容器的容量特性。 超級電容器具有非常高的功率密度,為電池的 10—100 倍,適用于短時(shí)間高功率輸出; 充電速度快且模式簡單,可以采用大電流充電,能在幾十秒到數(shù)分鐘內(nèi)完成充電過程,是真 正意義上的快速充電;無需檢測是否充滿,過充無危險(xiǎn); 充電過程完成后超級電容充電,如果再繼續(xù)充電,就稱為過充,(對于蓄電池,過充將導(dǎo)致電解質(zhì)中 的水電離)。 浮充是蓄電池在使用過程中一重要概念,其性能是控制電路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。對蓄電池進(jìn)行浮 充時(shí)要嚴(yán)格控制浮充電壓,浮充電壓高意味著存儲能量大。質(zhì)量差的蓄電池浮充電壓值一般 較小,人為地提高浮充電壓值對蓄電池有害無益。 所有的蓄電池充電過程都有快充、過充和浮充 3 個(gè)階段,每個(gè)階段都有不同的充電要求。 現(xiàn)行的充電方法主要有恒流充電、恒壓充電、恒壓限流充電、間隙式充電法等,這些充電方 1 人生的磨難是很多的,所以我們不可對于每一件輕微的傷害都過于敏感。在生活磨難面前,精神上的 堅(jiān)強(qiáng)和無動于衷是我們抵抗罪惡和人生意外的最好武器。


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