铅酸蓄电池的充电控制

充电过程中的阶段划分铅酸蓄电池的充电过程通常细分为主充、慢充和浮充三个阶段

主充阶段多采用快速充电方式，现阶段以脉冲式充电较为常见;部分以充作为主充模式的情形，则一般运用低电流、"恒流充电模式。

慢充阶段，通常采用恒流充电技术，即以固定不变的电流持续为电池充电，确保电池能够平稳、充分地吸收电能。

浮充阶段主要起保护作用，旨在防止蓄电池过充。当蓄电池经快速充电达到80%-90%容量后，充电模式一般切换至浮充，即转为恒压充电模式，以适应后续蓄电池可接受充电电流逐渐减小的特性。当浮充电压“与蓄电池端电压趋于一致时，充电过程自动终止。

就 VRLA° 蓄电池而言，浮充具有多重关键作用:其一，能够补充蓄电池自放电所造成的电量损失;其二，可为日常性负载持续提供稳定电流;其三，所产生的浮充电流足以维持蓄电池内部的氧循环“，保障电池内部化学环境稳定

为确保 VRLA 蓄电池在浮充运行状态下既不出现欠电现象，也不过度充电，在其投入运行前，必须精准设定浮充状态下的充电电压与充电电流。标准型 VRLA 蓄电池的浮充电玉建议设置为 2.25 伏，且需依据温度变化进行动态调整，其允许的变化范围为每摄氏度负 4 毫伏。若未能根据温度适时调整浮充电压，极有可能引发 VRLA 蓄电池过充电与过热的恶性循环，最终导致电池使用寿命大幅缩短甚至直接损坏。

(二)主充、慢充、浮充各阶段的自动转换

实现主充、慢充、浮充各阶段自动转换主要有以下几种方法:

时间控制法:通过预先设定各充电阶段的时长，利用时间继电器或CPU 精准控制转换节点。此方法操作相对简便，但由于缺乏对蓄电池实时状态信息的采集，控制精度略显粗糙，难以灵活应对电池充电前不同初始状态带来的差异。

设定转换点参数控制法:依据充电电流或蓄电池端电压值设定转换阈值，当实际监测到的电流或电压达到预设值时，系统自动触发充电阶段转换。该方法能够基于电池实时电学参数进行调控，具备一定的智能性。

容量监测控制法:借助积分电路对蓄电池实时容量进行在线监测，一旦容量达到特定设定值，即刻发出信号，调整充电电流大小。此方法虽控制电路较为复杂，但能够实现对充电过程的高精度控制，确保电池充电状态始终处于理想区间。

(三)充电程度的判断在铅酸蓄电池充电进程中，实时、准确判断其充电程度对于优化充电控制、保障电池性能至关重要。以下为几种主要的判断方法:

基于去极化后端电压变化判断:通常，在充电初始阶段，电池端电压变化率较为平缓;进入充电中期，随着化学反应加剧，端电压变化率显著增大;至充电未期，由于电池趋近饱和，端电压变化率再度趋于极小。通过持续观测单位时间内端电压的动态变化情况，即可精准判别蓄电池所处的充电阶段。

实际容量对比判断:直接检测蓄电池的实时实际容量值，并与额定容量进行量化对比依据二者差值大小，能够直观判断电池的充电程度，为充电控制提供关键依据。

端电压对比判断:通过监测蓄电池端电压，并与额定值进行实时比对。当端电压与额定值偏差较大时，表明电池处于充电初期:而当二者差值趋近于零时，则预示电池已接近充满状态。

(四)停充控制

当铅酸蓄电池充足电后，必须及时、精准切断充电电流，否则，电池内部将出现诸如大量出气、失水以及温升过高等副反应，严重威胁蓄电池的使用寿命与性能稳定性。因此，实时、有效的停充控制策略不可或缺，主要方法如下:

定时控制法:在采用恒流充电模式时，依据电池容量与充电电流大小，可通过简单计算预先确定所需充电时间。通过设定定时器(可选用时间继电器或单片机实现)，一旦到达预设时间，定时器即刻发出信号，停止充电或切换至均流充电模式。该方法原理管单、易于实施，但由于未考虑电池充电前的初始状态差异，实际充电过程中易出现欠充或过充现象。

电池温度控制法:对于 VRLA 电池，正常充电状态下，其温度变化相对平缓。然而，旦发生过充，电池内部气体压力将急剧上升，负极板氧化反应加剧，致使电池内部迅速发热，温度显著升高。通过在电池内部及周边环境布置热敏电阻，分别监测电池温度与环境温度，当二者温差达到预设阈值时，及时发出停充信号。但需注意，由于热敏电阻动态响应速度存在一定滞后性，可能无法及时、精准捕捉电池充满瞬间状态,

电池端电压负增量控制法:蓄电池充足电后，其端电压会呈现下降趋势，基于此特性可将电池端电压首次出现负增量的时刻判定为停充节点。相较于温度控制法，该方法响应速度更快，且电压负增量与电压绝对值无关，因而适用于不同规格、包含不同单个电池数的蓄电池组充电场景。不过，该方法在实际应用中受限于检测器灵敏度与可靠性尤其在高温环境下，电池充足电后电压减小幅度不明显，增加了精准控制难度。