对镍镉蓄电池充电并同时检测其状态的方法

1、一种对镍镉蓄电池充电并同时检测其状态的方法，该方法利用包括低电流强度期间和高电流强度期间的矩形脉冲直流充电电流，以及包括相对较短持续时间的放电间隔在内的反复插入测量阶段，其中在每一高电流强度期间的开始和各个期间开始后预选的间隔对蓄电池电压进行测量，所测得电压值的差用于控制充电过程，其特征在于：
a)每一充电电流脉冲包括一个额定电流强度为IN的矩形脉冲：
b)在充电电流脉冲结束前不久对蓄电池电压进行测量(测量O)并作为平衡电压储存起来；
c)然后以电流强度2Ic在大约1至2秒的预选期间(T2)对蓄电池进行充电，其中Ic为以AH/1H计算的蓄电池容量，蓄电池电压在此期间(T2)开始后0.2秒以及在结束时进行测量(测量A和B)；
d)随后在大约1至2秒的预选定期间(T3)内中断蓄电池电流，蓄电池电压在此期间(T3)开始后约0.2秒和结束时进行测量(测量C和D)；
e)然后给蓄电池在大约1至2秒的预选定负载期间(T4)加上强度为-Ic的负载电流，蓄电池电压在负载期间(T4)开始前的即刻、开始后约0.2秒和结束时进行测量(测量E、F和G)；
f)随后在大约1至2秒的预选定期间(T5)内再次中断蓄电池电流，蓄电池电压在此期间(T5)开始后约0.2秒进行测量(测量H)；
g)然后继续用以下脉冲充电电流充电；
h)蓄电池的各个内电阻值是由测得的电压值与相关电流强度来确定的；
i)在一个测量阶段内确定的内电阻值是相互关联的，在连续测量阶段内相应的测量所确定的内电阻值也是相互关联的，由此得出有关条件、寿命、充电状态、温度和蓄电池类型的数据。
2、根据权利要求1的方法，其特征为蓄电池的寿命确定如下：
刚出厂的：处于基础充电（很弱地预充电）状态R6～4R1，R3～2R1和δR1＜0.4R1，并且δR1的趋势在大多数测量阶段继续出现：
新的：在充电过程中R3≤R6，R1≤R3和R4/R2≥2时;
过度使用的：当R3＞R6，R1＞R3和R4/R2＜2时或在充电过程中R2＞R4时;
用尽的：当R3、R5和R6均＞3R1，R3/R6＞1.3时，并且在充电过程中R2＞R4时或当δR1＞0.4R1，并且δR1的趋势不规则时，
其中
R1为在测量A和B中确定的内阻值的差，
R2为在测量B和C中确定的内阻值的差，
R3为在测量D和C中确定的内阻值的差，
R4为在测量E和F中确定的内阻值的差，
R5为在测量G和F中确定的内阻值的差，
R6为在测量H和D中的确定的内阻值的差，并且
δR1为在测量B两个连续测量阶段中所确定的内阻值的差。
3、根据权利要求1的方法，其特征在于蓄电池的充电状态确定如下：
a）从R1至R6的电阻关系的变化趋势的反向点算起大约30%期间，
b）从R1至R6的电阻关系变化的趋势的变化率的10%间隔算起的30%期间内，
从R1至R6的电阻关系来自连续测量阶段的相应测量中所确定的内阻值和对这些内阻值的算术计算。
4、根据权利要求1至3的任何一项的方法，其特征在于蓄电池的充电状态确定如下：
充足电：在几乎没用过的蓄电池中，当R3＝R6时或在用过的蓄电池中，当R3＞R6并且R1≥R5时;
差不多充足电：当R3/R1～9……∞并且同时QR1、QR3和QR5均为正时;
部分放电：当R3/R1～4……8并且同时QR1、PR3、QR5和QR6均为零，或R1为负时;
放电：当R3/R1～1……3，并且同时QR1、QR3、QR5和QR6在充电过程的开始阶段均为负时：
完全放电：当在第一次测量阶段中R1、R2、R3、R4、R5和R6均高于该具体蓄电池的一个限定值时，并且在连续测量阶段中，当R4＞4R0和QR1在开始时增加，随后又减少时，或蓄电池电压的极性与充电电压的极性相反时，
其中：
R0为在测量0两个连续测量阶段中所确定的内阻值的差，
R1、R3、R5和R6如权利要求3所定义，QR1、QR3、QR5和QR6则分别为在连续测量阶段中所确定的R1、R3、R5和R6的两个值的商。
5、根据权利要求1至4的任何项的方法，其特征在于蓄电池的深冷状态确定如下：
RA＞5R0并且R1/R3＞3，
其中RA为测量A中所确定的内阻值，R1和R3如权利要求2所定义。
6、根据以上任何权利要求的方法，其特征在于要求进行恢复的状态是通过充电开始阶段QR1急剧增长这样一个事实来确定的，QR1如在权利要求3所定义。
7、根据以上任何权利要求的方法，其特征在于蓄电池的类型确定如下：
当R1和RA高于与该具体蓄电池有关的已确定的限定值，并且R4＞3R0时，或电池电压高于已确定的限定值，该蓄电池就是电池组蓄电池类型或对所选充电电流来讲具有太小容量的烧结电池蓄电池类型，
其中R1、R4和R0如权利要求2所定义。
8、根据以上任何权利要求的方法，其特征在于蓄电池没有容量所根据的那个状态是通过R4＞4R0并且全部余下的电阻值比有关该具体蓄电池的特性标准值高得多这样一个事实来确定的，R4和R0如权利要求2所定义。
9、根据以上任何权利要求的方法，其特征在于蓄电池遭受所谓记忆效应影响所根据的那个状态是通过以可允许的最大电流在特定的限定值内充电时R1和R4在连续测量阶段中减少并且R4＞～1.1RA这样一个事实来确定的，其中R1、R4和RA如权利要求2或权利要求5所分别定义。
10、根据以上任何权利要求的方法，其特征在于在恢复充电后，在超过平衡电压（测量K）后大约2秒的预选定期间（T6）对蓄电池电压进行测量，并且对于蓄电池使用（寿命）状态的标示来自此内电阻值（R4）。
11、根据权利要求10的方法，其特征在于期间（T7）从无电流条件之后充电脉冲出现开始至重新测得平衡电压止，对于蓄电池寿命的标示来自此期间。
12、根据权利要求10和/或11的方法，其特征在于在连续测量阶段测量K所确定的内电阻值（Rk）的差（δRk）的趋势特点用于从中得出蓄电池充电状态的标示。
13、根据以上任何权利要求的方法，其特征在于以非常短的时间隔在脉冲充电电流叠加较高电流强度但非常窄的脉冲充电电流，所说叠加脉冲宽度为50微秒至2毫秒;在每个窄脉冲充电电流（测量M和N）开始和结束之后不久对蓄电池电压进行测量;通过在预选定期间（T1）这样一段在其结束前进行了测试O的很短的时间内中断叠加的窄脉冲充电电流，在脉冲充电电流结束前在蓄电池内建立均衡状态;蓄电池内电阻值差继续由测量M和N来确定，当内电阻值差超过与具体蓄电池有关的限定值时，充电中止。
14、根据权利要求13的方法，其特征在于叠加窄脉冲的间隔为窄脉冲宽度的10至60倍。
15、根据以上任何权利要求的方法，其特征在于在给烧结电池蓄电池充电时IN＝IC。
16、根据权利要求14和/或15的方法，其特征在于叠加的窄脉冲充电电流在给烧结电池蓄电池充电时的电流强度为2IC至4IC。
17、根据权利要求1至14的任何项的方法，其特征在于在给电池组蓄电池充电时IN＝I10。
18、根据权利要求13或14和17的方法，其特征在于叠加的窄脉冲充电电流在给定电池组蓄电池充电时的电流强度为IC至2IC。
19、根据以上任何权利要求的方法，其特征在于在所有情况下在连续蓄电池之后，最初均以强度为I10的充电电流IN进行充电。
20、根据以上任何权利要求的方法，其特征在于在提供用脉冲输送的直流充电电流以前，以约IC/1000的非常小的探测电流给蓄电池充电，对于不同极性的蓄电池电压和充电电压，对由于以探测电流进行充电的过程所产生的蓄电池电压的连续发展给允监视;如果蓄电池电压逐渐下降，以探测电流充电一直继续到蓄电池电压电池零为止，于是以IC/100的较高充电电流继续充电，直至每个电池达到0.3伏为止，再以IC/10的电流继续充电，直至每个电池达到0.8伏，在以恢复蓄电池方式来继续充电前，如果在以探测电流充电过程中蓄电池电压不下降，则中止充电。
21、根据以上任何权利要求的方法，其特征在于在测量阶段中进行电压测量以前，最初以该蓄电池电压进行测量放大器的零平衡操作，随后根据这一平衡电压进行蓄电池电压测量。
22、根据以上任何权利要求的方法，其特征在于在负载期间（T4）施加到测量放大器的蓄电池电压在反向状态下进行测定。

暂无