鉛酸蓄電池內(nèi)化成母線式充放電機(jī)測(cè)試與老化用蓄電池模擬系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種使用在鉛酸蓄電池內(nèi)化成母線式充放電機(jī)測(cè)試與老化的大功率蓄電池模擬系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]失效一直是產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)面臨的重要問題，尤其是在一些相對(duì)要求比較高的應(yīng)用場(chǎng)合，要求在產(chǎn)品在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間里，能夠正常穩(wěn)定可靠的工作。早期失效是由產(chǎn)品的一些天生的缺陷或者問題所造成的，如材料缺陷，設(shè)計(jì)缺陷，加工制造缺陷和裝配缺陷等。大量實(shí)踐證明，對(duì)于充電機(jī)來講，無論在設(shè)計(jì)階段還是在批量生產(chǎn)階段，老化是一種減少早期失效的有效手段。
[0003]在充電機(jī)生產(chǎn)中，常用的測(cè)試方法與老化的手段都是接實(shí)際的蓄電池負(fù)載，連接示意圖見圖1。其優(yōu)勢(shì)在于，在測(cè)試和老化時(shí)電能的存和取都靠蓄電池來完成，響應(yīng)速度快，沒有太多的能量浪費(fèi)。但在這種情況下，整個(gè)過程中，接線繁瑣，成本高，電池循環(huán)壽命有限。比如1臺(tái)350V輸出的48回路的內(nèi)化成充電機(jī)需要接20節(jié)X48 = 960節(jié)電池，這樣成本昂貴，空間范圍也有很大的需求，加上鉛酸蓄電池的循環(huán)壽命有限，隨著時(shí)間的迀移，電池的容量也會(huì)相應(yīng)的變小，檢修更換等工作量也會(huì)非常的大。
[0004]用實(shí)際蓄電池不能快速的能量回收，也會(huì)存在能量溢出或過度放電的風(fēng)險(xiǎn)，需要根據(jù)電池電量來編寫老化工藝步驟，其步驟是現(xiàn)將電池電量額定電流充滿后再對(duì)其放電，來回循環(huán)，達(dá)到老化時(shí)間。
[0005]不能快速對(duì)應(yīng)各種機(jī)型，電壓的不同與電流的不同，就得選擇對(duì)應(yīng)蓄電池?cái)?shù)量，及蓄電池串并聯(lián)的數(shù)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種鉛酸蓄電池內(nèi)化成母線式充放電機(jī)測(cè)試與老化用蓄電池模擬系統(tǒng)，將電池負(fù)載母線化，實(shí)現(xiàn)充電機(jī)設(shè)備批量測(cè)試與老化中的能量循環(huán)。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0008]—種鉛酸蓄電池內(nèi)化成母線式充放電機(jī)測(cè)試與老化用蓄電池模擬系統(tǒng)，包括充電機(jī)、電池組、開關(guān)電源、逆變器、負(fù)載電池母線、充電機(jī)用戶母線以及三相電網(wǎng)；充電機(jī)的電池線正端短接在負(fù)載電池母線的正端，充電機(jī)的電池線負(fù)端接在負(fù)載電池母線的負(fù)端；電池組、開關(guān)電源、逆變器連接在負(fù)載電池母線上；充電機(jī)、逆變器連接在充電機(jī)用戶母線上；充電機(jī)、開關(guān)電源、逆變器連接三相電網(wǎng)；
[0009]在充電時(shí)，充電機(jī)的電流流向負(fù)載電池母線，向電池組充電，當(dāng)負(fù)載電池母線電壓高于260V時(shí)，一部分電流向電池組充電，一部分的能量通過逆變器變成充電機(jī)用戶母線電壓反饋到充電機(jī)上，當(dāng)充電機(jī)用戶母線電壓到達(dá)高釋放電壓時(shí)，逆變器開始工作，將多余的能量逆變至三相電網(wǎng)中，三相電網(wǎng)再同時(shí)經(jīng)過充電機(jī)的電源給其充電機(jī)用戶母線提供能量;
[0010]在放電時(shí)，電池組的能量先被放出，當(dāng)負(fù)載電池母線電壓低于220V時(shí)，開關(guān)電源開始工作，充電機(jī)將負(fù)載電池母線的能量升壓后全部送至充電機(jī)用戶母線，電壓過高時(shí)，逆變器開始工作，將電能送至三相電網(wǎng)，一部分供給開關(guān)電源，一部分供給充電機(jī)。
[0011]本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:
[0012]1、本發(fā)明可以降低測(cè)試與老化的成本，節(jié)約測(cè)試的空間場(chǎng)地，通過斷路器可以直接斷開被測(cè)柜體。
[0013]2、本發(fā)明有可設(shè)電壓范圍的淺功率空間，逆變器與開關(guān)電源則可以避免經(jīng)?；顒?dòng)的空間，讓被測(cè)充電機(jī)柜體靠負(fù)載電池母線自身完成能量循環(huán)。
[0014]3、本發(fā)明將測(cè)試充電機(jī)柜體與老化充電機(jī)柜體分開操作，多臺(tái)充電機(jī)同時(shí)老化，大大提尚老化效率。
【附圖說明】
[0015]圖1是常規(guī)測(cè)試?yán)匣B接圖。
[0016]圖2是本發(fā)明單臺(tái)測(cè)試與老化連接示意圖。
[0017]圖3是本發(fā)明電壓特性與開關(guān)電源、逆變器功率的關(guān)系圖。
[0018]圖4是本發(fā)明充電過程中電流方向圖。
[0019]圖5是本發(fā)明放電過程中電流方向圖。
[0020]圖6是本發(fā)明多臺(tái)老化的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步說明。
[0022]本發(fā)明系統(tǒng)主要是在充電機(jī)的測(cè)試與老化中模擬蓄電池的作用。本發(fā)明的具體做下如下:
[0023]單臺(tái)充電機(jī)設(shè)備連接時(shí)的連接示意圖見圖2，母線化后，充電機(jī)的電池線將所有的正端短接在負(fù)載電池母線的正端，將所有的負(fù)端接在負(fù)載電池母線的負(fù)端，此做法的意圖在于能量公用，若充電機(jī)其中某一回路處于充電狀態(tài)，某一回路處于放電狀態(tài)，那么不需要其他的設(shè)備即可自行能量循環(huán)。但充電柜回路之多，充放電在任何時(shí)刻都要平衡是很難做到的，所以還需要在負(fù)載電池母線上加上供給與釋放的設(shè)備，即利用開關(guān)電源鎖定母線電壓下線，防止過放電；利用逆變器鎖定電壓上線，防止過充。
[0024]電壓特性與開關(guān)電源、逆變器功率的關(guān)系見圖3。A、B、C、D這4個(gè)點(diǎn)的電壓值可根據(jù)充電機(jī)輸出電壓來選定，根據(jù)現(xiàn)在流行的內(nèi)化成工藝，每個(gè)回路20節(jié)電池串聯(lián)一起化成，按正常電壓區(qū)間是12VX20 = 240V，電池電壓活動(dòng)范圍設(shè)定為11V?13V，那么BC之間的區(qū)間的電壓為(13V-11V) X20 = 40V。AB、⑶區(qū)間為開關(guān)電源與逆變器功率調(diào)整區(qū)。為了保護(hù)開關(guān)電源與逆變器過功率工作，將A點(diǎn)到母線欠壓點(diǎn)，D點(diǎn)到母線過壓點(diǎn)設(shè)為恒流狀態(tài)，在恒流狀態(tài)下，器件的發(fā)熱功率恒定，那么無法穩(wěn)住母線電壓時(shí)及時(shí)報(bào)警。
[0025]在220V到260V之間，母線電壓不受開關(guān)電源與逆變器控制的，所以在負(fù)載電池母線上掛上3個(gè)電池組，穩(wěn)定負(fù)載電池母線，作為定壓的淺功率點(diǎn)，用于充電柜的電池電壓矯正。隨著電池組自身容量的下降，對(duì)整體測(cè)試效果幾乎無影響，電池壽命到了更換即可，根據(jù)母線特性，若電池欠壓嚴(yán)重，在系統(tǒng)空閑時(shí)還會(huì)給電池組充電。
[0026]將負(fù)載母線化后，若在老化過程中充電柜若不能達(dá)到充放電平衡，則利用開關(guān)電源和逆變器將能量繼續(xù)在電網(wǎng)、用戶母線上繼續(xù)循環(huán)，達(dá)到最大程度的能量回收。充電過程和放電過程電流流動(dòng)的示意圖見圖4與圖5。在充電時(shí)，被測(cè)充電機(jī)的電流流向負(fù)載電池母線，首先向電池組充電，當(dāng)負(fù)載電池母線電壓高于260V時(shí)，一部分電流向電池組充電，一部分的能量則通過逆變器充電機(jī)變成充電機(jī)用戶母線電壓反饋給被測(cè)充電機(jī)，當(dāng)充電機(jī)用戶母線電壓到達(dá)較高的釋放電壓時(shí)，逆變器開始工作，將多余的能量逆變至三相電網(wǎng)中，三相電網(wǎng)再同時(shí)經(jīng)過被測(cè)充電機(jī)的電源給其充電機(jī)用戶母線提供能量。在放電時(shí)，首先是電池組的能量先被放出，當(dāng)負(fù)載電池母線電壓低于220V時(shí)，開關(guān)電源開始工作，被測(cè)充電機(jī)將負(fù)載電池母線的能量升壓后全部送至充電機(jī)用戶母線，電壓過高時(shí)，逆變器開始工作，將電能送至三相電網(wǎng)，一部分供給開關(guān)電源，一部分供給被測(cè)充電機(jī)。
[0027]在老化時(shí)，編程工藝步驟使得每單臺(tái)充電柜自身充放電達(dá)到平衡，例如對(duì)于48回路的充電柜:
[0028]第一步:運(yùn)行1-32回路5A充電8小時(shí)，33-48回路10A放電8小時(shí)；
[0029]第二部:運(yùn)行1-16回路5A充電8小時(shí)，17-32回路10A放電8小時(shí)，33-48回路5A充電8小時(shí)；
[0030]第三部:運(yùn)行1-16回路10A放電8小時(shí)，17-48回路5A充電8小時(shí)；
[0031]那么在老化的大部分時(shí)間里是可以自身平衡的，只有在工藝步驟切換時(shí)，部分能量不平衡。
[0032]若在老化時(shí)合理的避開每臺(tái)柜子的切換點(diǎn)時(shí)間，則可以按圖6的樣式接多臺(tái)充電柜同時(shí)老化。
[0033]綜上所述，采用本發(fā)明系統(tǒng)，可以將電池負(fù)載母線化，回路之間的能量快速相互傳導(dǎo)，無需再使用龐大的電池組來存儲(chǔ)電能。使用大功率移相全橋開關(guān)電源(簡(jiǎn)稱開關(guān)電源)來設(shè)定電池最小電壓，使用母線式逆變充電機(jī)(簡(jiǎn)稱逆變器)設(shè)定最大電壓，這樣整體負(fù)載母線電壓有可設(shè)定的范圍，方便靈活。并且提供大功率的電能吞吐能力，對(duì)應(yīng)各種機(jī)型及不同回路數(shù)。使用3組電池并聯(lián)穩(wěn)定電池母線電壓，在單回路測(cè)試時(shí)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的電壓點(diǎn)用于電壓校準(zhǔn)，單回路額定電流充放電用于電流的校準(zhǔn)?？衫媚妇€式結(jié)構(gòu)，將測(cè)試與老化分開，多臺(tái)設(shè)備可同時(shí)老化，節(jié)約空間。
[0034]以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例。可以理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和構(gòu)思的前提下直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的其他改進(jìn)和變化，均應(yīng)認(rèn)為包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鉛酸蓄電池內(nèi)化成母線式充放電機(jī)測(cè)試與老化用蓄電池模擬系統(tǒng)，其特征在于: 包括充電機(jī)、電池組、開關(guān)電源、逆變器、負(fù)載電池母線、充電機(jī)用戶母線以及三相電網(wǎng)；充電機(jī)的電池線正端短接在負(fù)載電池母線的正端，充電機(jī)的電池線負(fù)端接在負(fù)載電池母線的負(fù)端；電池組、開關(guān)電源、逆變器連接在負(fù)載電池母線上；充電機(jī)、逆變器連接在充電機(jī)用戶母線上；充電機(jī)、開關(guān)電源、逆變器連接三相電網(wǎng)； 在充電時(shí)，充電機(jī)的電流流向負(fù)載電池母線，向電池組充電，當(dāng)負(fù)載電池母線電壓高于260V時(shí)，一部分電流向電池組充電，一部分的能量通過逆變器變成充電機(jī)用戶母線電壓反饋到充電機(jī)上，當(dāng)充電機(jī)用戶母線電壓到達(dá)高釋放電壓時(shí)，逆變器開始工作，將多余的能量逆變至三相電網(wǎng)中，三相電網(wǎng)再同時(shí)經(jīng)過充電機(jī)的電源給其充電機(jī)用戶母線提供能量；在放電時(shí)，電池組的能量先被放出，當(dāng)負(fù)載電池母線電壓低于220V時(shí)，開關(guān)電源開始工作，充電機(jī)將負(fù)載電池母線的能量升壓后全部送至充電機(jī)用戶母線，電壓過高時(shí)，逆變器開始工作，將電能送至三相電網(wǎng)，一部分供給開關(guān)電源，一部分供給充電機(jī)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鉛酸蓄電池內(nèi)化成母線式充放電機(jī)測(cè)試與老化用蓄電池模擬系統(tǒng)，是在鉛酸蓄電池內(nèi)化成母線式充放電機(jī)的生產(chǎn)測(cè)試與老化中來幫助充電機(jī)完成單回路測(cè)試及老化篩選的一套測(cè)試系統(tǒng)。充電機(jī)的電池線正端短接在負(fù)載電池母線的正端，電池線負(fù)端接在負(fù)載電池母線的負(fù)端；電池組、開關(guān)電源、逆變器連接負(fù)載電池母線；充電機(jī)、逆變器連接充電機(jī)用戶母線；充電機(jī)、開關(guān)電源、逆變器連接三相電網(wǎng)。本發(fā)明使用負(fù)載母線方式將負(fù)載平衡，快速完成電能傳導(dǎo)，簡(jiǎn)化復(fù)雜的老化工藝步驟，并且能對(duì)應(yīng)各種不同電流、不同電壓機(jī)型的測(cè)試與老化。使用本發(fā)明系統(tǒng)，極大的提高生產(chǎn)效率，更好的優(yōu)化社會(huì)資源和節(jié)約企業(yè)的人力資源。
【IPC分類】G01R31/36
【公開號(hào)】CN105425165
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510996900
【發(fā)明人】顏仲寧
【申請(qǐng)人】無錫市百川科技股份有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年12月25日