如何快速安全地为电池充电，充电指南

任何爱好者都可以快速为电池充电，但您能否在不发生爆炸、过热或电池循环寿命大幅下降的情况下充电?

许多公司已经管理通常使用专门算法的快速充电技术。这些算法考虑了电池的化学性质和某种非标准充电率曲线。许多设备制造商和无线运营商现在为智能手机设备提供至少两年的保修，将 800 次循环设置为电池的电池循环寿命。

我还没有看到任何使用流行电池类型的快速充电器供应商发布的许多(如果有的话)寿命测试结果。Chargetek是这些愿意发布寿命测试的公司之一。他们与Potential Difference, Inc.一起，成功地在 25 分钟内安全地返还了 51% 的电量。他们的技术基于经过验证的专利、化学分析以及通过广泛测试对技术进行的最重要的确认。

他们的技术使用的电池从锂离子 18650电池到 20,000Ahr 电池不等。他们的技术也适用于铅基电池，如吸收性玻璃垫 (AGM)、密封铅酸 (SLA) 和免维护电池。钴酸锂和磷酸铁锂也可以使用这种快速充电技术。

我与 Chargetek 的首席执行官 Lou Josephs 进行了交谈，我们讨论了他们可以为客户的应用程序定制的专有软件。他们获得专利并经过验证的算法的一个很好的特点是，他们可以从一个充电器快速为两个大电池组充电。每家银行都将受到独立监管。

并发充电

Josephs 解释了这是如何工作的：

电池充电器有两个端口，一个用于每个电池组。电池组1和电池组2交替充电和放电。在下图中，电池电压曲线以绿色表示，电池充电电流以红色表示，电池放电电流以紫色表示。

充电期间会产生正电压斜率(电压增加)。放电期间产生负斜率(电压下降)。平坦区域是充电周期的休息时间。由于我们的专利算法，正充电电流幅度可以是传统充电器幅度的三到四倍。

行业标准充电电流基于电池的安培小时 (Ahr) 额定值并用 C 表示。例如，如果每个电池组为 500Ahr，则标准充电率将在 C/3 – C 范围内/5 导致充电电流范围为 100 – 170 安培。根据特定电池的特性会有变化。

对于此特定应用，充电电流将设置为 2C (1000A)，占空比为 50%，充电速率为 C 或 500 安培。放电电流会从中略微减去。由此产生的充电时间约为 1.1 小时。该充电时间比使用传统充电器可达到的充电时间快两到三倍。使用传统充电器，充电电流将被限制在最大 C/3 或 170 安培。

由于两个电池组只需要一个充电器，因此节省的成本将非常可观。此外，至少可以同时为两倍数量的电池组充电。总之，我们的充电器的充电容量是传统充电器的四倍。

充电周期中电池的局限性

充电周期中存在三个固有的电池限制;

1. 最大电池电压

2. 最高电池温度

3. 最大允许充电电流

超过这些参数中的任何一个都会导致充电不足、充电过度、过热或物理退化。挑战在于在以升高的电流充电时保持显着的充电接受能力。

传统的大电流充电方式会引起浓差极化和电化学极化。

挑战

为了在 25 分钟内恢复 3000mAhr 容量电池的 51% 容量(总容量的 71%)，需要 3.7 安培的平均电流：

平均电流 = 51% x 安培小时容量 x (60min/25min) = 3.7 安培

制造商推荐的平均充电电流为 0.883 安培。

Chargetek 的算法如何在提供所需电流的同时保持电池安全和寿命?他们的算法规避了电池的物理限制：

· 通过提供定期休息时间使离子在两个电极之间均匀分散，从而减少电化学极化

· 通过在正电荷脉冲之前或之后施加持续时间相对较短的反向脉冲来消除浓差极化

· 持续监测温度、电压和充电接受度，并根据反馈不断调整充电算法的参数

算法

通过减少产生热量的充电接受问题和电化学极化，Chargetek 的算法能够在异常高的电流下充电。

Chargetek 的快速充电技术由三个基本组成部分组成：

1. 充电电流脉冲：振幅 (I C ) 和持续时间 (t C ) 以红色表示。通常使用电池安培小时额定值的两到三倍的充电电流。

2. 放电电流脉冲：振幅 ( ID ) 和持续时间 (t D ) 以蓝色表示。该电流的大小等于或大于充电电流的大小。持续时间是充电电流的一小部分。

3. 休止时间：电池电流为零(t R)

在整个充电过程中，电池温度、温度变化率、电池电压和电流由专有的 PDI/Chargetek 软件持续监控和调节。算法的参数在充电过程中实时调整。

应用

Chargetek 获得专利的快速电池充电技术是电动汽车增长的关键，手机、笔记本电脑、电动工具等用户不再受困于断电，几分钟内即可为现成的电池快速充电，而不会过热。

竞争优势：

(1) 电动汽车充电站需要使用现成的电池快速充电，类似于加油。Chargetek 的 20 分钟时间很接近，而最先进的是 40 分钟。

(2) 在工业车辆中，95% 的叉车被迫在轮班之间更换 1 吨电池，因为快速电池充电替代方案需要大约 3.5 小时，但经常过热并损坏电池，释放有毒烟雾。Chargetek 消除了这些问题，并为工业快速充电节省了高达 75% 的成本，并使汽车充电站的收入翻了一番。

(3) 手机、笔记本电脑和电动工具等设备的拥有者经常需要等待几个小时才能充电。Chargetek 的 20 分钟快速电池充电可以解决 110 伏插座的问题。