免维护铅酸电池智能快速充电系统

1．引言

　　自

1859 年法国物理学家普兰特（Plante）发明了铅酸蓄电池至今已有 140 年的历史。铅

酸蓄电池有着成本低，适用性宽，可逆性好，大电流放电性能良好，单体电池电压高，并
可制成密封免维护结构等优点，而被广泛地应用于车辆启动、邮电、电力、铁路、矿山、采掘、
计算机

UPS 等各个领域中。蓄电池也是国民经济以及国防建设的重要能源，在许多行业的

发展中，也迫切需要容量大、循环寿命长、充电时间短、价格低的蓄电池。而快速充电技术也
成为了其中的关键技术，它对电池的使用有着非常重要的影响。目前，国内外都在不断地研
究这一技术，而在快速充电技术中引入计算机控制，是非常有效的，且有着非常明显的经
济效益。而单片机又以其低廉的成本，灵活的控制方式而得到业界的青睐，本系统就是以
AT89C2051 单片机为核心，集测量与控制为一体的智能化快速充电系统。

2．快速充电的机理

　　铅酸蓄电池快速充电技术是在常规充电技术的基础上发展起来的，不论采用何种充电
制度进行充电，铅酸蓄电池充电的成流过程都要遵守双极硫酸盐化理论，即其化学反应方
程式为：

　　按常规充电法，充电电流安培数，不应超过蓄电池待充电的安时数。这样，才可保证在
整个充电过程中，产生气体和温升的状况符合要求。因此，常规的蓄电池其充电方法都采用
小电流的恒压或恒流充电，充电时间长达

10 至 20 多个小时，给实际使用带来许多的不便。

为了缩短电池的充电时间，国内外一直都在不断地研究和开发快速充电方法和技术。
　　

1967 年美国人麦斯（J. A. Mas）提出了蓄电池充电的三个定律后，这些理论就成为了

我们研究快速充电技术的基础。蓄电池有着如下的充电特性：
　　（

1）蓄电池充电接受能力随放电深度而变化。如果以相同大小的电流放电，则，放出

电量越多，充电接受率

α 越高，充电接受电流越大。即有如下关系：

　　又因　　

　　　　

 故有　　

　　

I0——开始充电时的最大初始电流值。

　　

C——放电容量。

　　

K——常数，可由实验求出。

　　（

2）对于任何给定的放电深度，充电接受率：