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标题: 光伏照明的蓄电池充电分析 [打印本页]

作者: m1_ljp 时间: 2012-9-3 16:01 标题: 光伏照明的蓄电池充电分析

蓄电池的容量和寿命是蓄电池的重要参数，它们受充电方法影响很大。在独立光伏照明系统中，由于太阳能电池本身的非线性以及其输出受到光强和温度的影响，传统充电方法如恒流充电法不再适用。系统中不再仅仅关心蓄电池的充电速度;取而代之的是如何在充电的过程中既能最大限度地利用太阳能电池，又能合理地实现充电的最小损耗和蓄电池的最长寿命。在这套光伏系统中采用的策略就是以太阳能电池电压、电流和蓄电池电压、电流、容量同时作为变量和对象的综合控制策略。
蓄电池的使用，归根结底是如何利用蓄电池的充放电特性。有效、科学地使用蓄电池，对提高蓄电池的使用效率、延长蓄电池的使用寿命，起着非常关键的作用。
蓄电池分段式充电方法：
对于一个蓄电池而言，选择适当的充电方法，不只可以延长蓄电池的使用寿命，而且还可以提高充电效率。这就需要准确判断蓄电池的充电状态从而选取充电电路的工作状态。控制器使用的充电电路采取了快充、过充、浮充3个阶段的充电方法：
(1)快充阶段：在快充阶段，充电电路的输出等效于电流源。电流源的输出电流根据蓄电池的充电状态确定，为蓄电池最大可接受电流IMAX。充电过程中，电路检测蓄电池端电压。当蓄电池端电压上升到转换门限值后，充电电路转到过充阶段。
(2)过充阶段：在过充阶段，充电电路对蓄电池提供一个较高电压Voc，同时检测充电电流。当充电电流降到低于转换门限值Ioct时，认为蓄电池电量已充满，充电电路转到浮充阶段。
(3)浮充阶段：在浮充阶段，充电电流给蓄电池提供一个精确的、具有温度补偿功能的浮充电压VF。
浮充电压温度补偿：
蓄电池在充满电后，保持电量的最好方法就是加一个恒定电压到蓄电池上。这对充电电路提供了合适浮充电压的要求。浮充电压值既要足够大，能补偿蓄电池的自放电电流;又不能太大，以免导致蓄电池内部因过充而发生化学成分的分解。在适当的浮充状态下，全封闭免维护铅酸蓄电池能够稳定工作6~10年。而浮充电压即使只有5%的偏差，也会使蓄电池的寿命减半。
必须考虑的是，铅酸蓄电池的电压特性具有明显的负温度系数，2V的电池约为-4.0mV/℃。也就是说，一个在25℃能够正常工作的充电器，在0℃时就不能提供和保持足够的电量;而在50℃时这个充电器会导致严重的过充。合理考虑温度变化范围，充电器应该根据蓄电池的温度系数给予某种形式的补偿。
检测充电电压、充电电流和蓄电池温度，根据蓄电池状态可以提供3种充电状态还包括有充电状态下的过流、过充保护，浮充状态下的温度补偿等功能。可以使蓄电池的寿命得到最大限度的延长。

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