一種蓄電池在線修復(fù)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種蓄電池在線修復(fù)裝置，包括：電壓取樣模塊，對(duì)蓄電池進(jìn)行電壓取樣，并將取樣電壓輸入至微處理器；微處理器，包括：電壓比較單元，根據(jù)電壓取樣模塊輸入的取樣電壓判斷蓄電池的狀態(tài)；脈沖控制單元，當(dāng)蓄電池處于充電狀態(tài)時(shí)循環(huán)產(chǎn)生矩形波，并將矩形波輸出至脈沖輸出模塊；當(dāng)蓄電池處于放電狀態(tài)時(shí)，不輸出矩形波；脈沖輸出模塊，根據(jù)微處理器輸出的矩形波產(chǎn)生相應(yīng)的脈沖信號(hào)，并輸出至蓄電池。修復(fù)裝置僅在蓄電池處于充電狀態(tài)時(shí)輸出脈沖信號(hào)至蓄電池，對(duì)蓄電池進(jìn)行修復(fù)，維持、恢復(fù)蓄電池的性能，在蓄電池處于放電狀態(tài)時(shí)，不進(jìn)行修復(fù)，延長(zhǎng)了蓄電池的壽命。
【專利說明】一種蓄電池在線修復(fù)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及蓄電池修復(fù)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種蓄電池在線修復(fù)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]蓄電池(鉛酸蓄電池)是將電能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能(充電)、將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能(放電)，從而提供直流電源的裝置。目前，蓄電池以它的良好的可逆性、平穩(wěn)的電壓特性，在車、船舶、軍事坦克、裝甲車、電動(dòng)車、電動(dòng)摩托車等各種工業(yè)領(lǐng)域上得到了廣泛的應(yīng)用。根據(jù)蓄電池使用用途進(jìn)行分類，可以分為浮充電的蓄電池(通訊用、UPS等)，以及重復(fù)進(jìn)行充/放電的蓄電池(汽車，高爾夫球車，叉車等)。在蓄電池的使用過程中，在極板上容易形成固化的硫酸鹽，一方面降低電解液中硫酸的濃度，容易導(dǎo)致極板無法負(fù)載充電電流的蓄電池老化現(xiàn)象，另一方面粘附在極板上的硫酸鹽導(dǎo)電性差，增大電池內(nèi)阻，堵塞極板上的微孔，減小極板參與化學(xué)反應(yīng)的有效面積，從而導(dǎo)致參加電化學(xué)反應(yīng)的活性物質(zhì)的減少，大大降低了蓄電池的充放電性能，進(jìn)一步加重蓄電池的老化。因此，蓄電池的理論使用壽命一般為5-10年，但實(shí)際使用壽命不到1.5-3年。
[0003]蓄電池的理想修復(fù)方法是通過計(jì)算蓄電池的容量，檢測(cè)蓄電池的老化狀態(tài)，并根據(jù)蓄電池的老化狀態(tài)調(diào)整修復(fù)脈沖的振幅和頻率。但目前計(jì)算蓄電池容量的技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度大，成本高，而且蓄電池老化狀態(tài)的檢測(cè)是通過對(duì)蓄電池極板上固化硫酸鹽、內(nèi)部電阻升高狀態(tài)的檢測(cè)。此方法對(duì)重復(fù)充/放電的蓄電池難以適用，因蓄電池放電時(shí)硫酸鹽從電解液中移動(dòng)到極板上，使蓄電池的內(nèi)阻升高，影響老化狀態(tài)檢測(cè)的準(zhǔn)確度。
[0004]為了保持蓄電池的充/放電性能，延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命，目前，廠商主要通過采用具有固定頻率、固定占空比、固定幅度的脈沖電流對(duì)蓄電池進(jìn)行修復(fù)。此方法雖然在一定程度上可以修復(fù)蓄電池的硫化，但由于修復(fù)脈沖的頻率固定、占空比固定、振幅固定，諧波成分少，因此修復(fù)效果較差、修復(fù)速度慢。
[0005]此外，還有廠商通過高頻脈沖電解硫酸鹽，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池的修復(fù)，但高頻脈沖使固化在極板上的硫酸鹽從極板上脫落后，不能很好地溶解在電解液中，因此不能增加電解液中硫酸的濃度，故通過高頻脈沖對(duì)蓄電池進(jìn)行修復(fù)的效果不夠理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，提供一種蓄電池在線修復(fù)裝置，通過可變振幅、可變占空比、可變頻率的脈沖對(duì)蓄電池進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)效果好，且修復(fù)速度快。
[0007]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種蓄電池在線修復(fù)裝置，其特征在于，包括:
[0008]電壓取樣模塊，對(duì)蓄電池進(jìn)行電壓取樣，并將取樣電壓輸入至微處理器；
[0009]微處理器，包括:
[0010]電壓比較單元，根據(jù)電壓取樣模塊輸入的取樣電壓判斷蓄電池的狀態(tài)；
[0011]脈沖控制單元，當(dāng)蓄電池處于充電狀態(tài)時(shí)循環(huán)產(chǎn)生矩形波，并將矩形波輸出至脈沖輸出模塊；當(dāng)蓄電池處于放電狀態(tài)時(shí)，不輸出矩形波；
[0012]脈沖輸出模塊,根據(jù)微處理器輸出的矩形波產(chǎn)生相應(yīng)的脈沖信號(hào)，并輸出至蓄電池。修復(fù)裝置僅在蓄電池處于充電狀態(tài)時(shí)輸出脈沖信號(hào)至蓄電池，對(duì)蓄電池進(jìn)行修復(fù)，維持、恢復(fù)蓄電池的性能，在蓄電池處于放電狀態(tài)時(shí)，不進(jìn)行修復(fù)，延長(zhǎng)了蓄電池的壽命。
[0013]進(jìn)一步地，當(dāng)蓄電池處于充電狀態(tài)時(shí)，脈沖控制單元循環(huán)地產(chǎn)生η個(gè)脈寬遞增的矩形波，脈沖輸出模塊根據(jù)微處理器輸出的矩形波循環(huán)地產(chǎn)生η個(gè)振幅遞增的脈沖信號(hào)，并將脈沖信號(hào)輸出至蓄電池，其中η為非零自然數(shù)。通過對(duì)蓄電池輸入振幅較高的脈沖信號(hào)除去極板上固化的硫酸鹽，提高蓄電池的充電負(fù)載能力，使蓄電池的修復(fù)效率高；通過對(duì)蓄電池輸入振幅低的脈沖信號(hào)用于防止極板硫化，延長(zhǎng)蓄電池使用壽命。
[0014]具體地，所述脈沖輸出模塊產(chǎn)生的脈沖信號(hào)峰值為5V-80V。
[0015]具體地，所述脈沖輸出模塊產(chǎn)生的脈沖信號(hào)頻率為5ΚΗζ-15ΚΗζ。
[0016]進(jìn)一步地，所述蓄電池在線修復(fù)裝置還包括串聯(lián)在蓄電池在線修復(fù)裝置的供電電源和微處理器之間的穩(wěn)壓模塊。穩(wěn)壓模塊將蓄電池在線修復(fù)裝置的供電電源輸入的電壓進(jìn)行穩(wěn)壓后為微處理器提供恒定電壓，抑制了輸入電壓中存在的噪音或過壓信號(hào)，對(duì)修復(fù)裝置起到保護(hù)作用。
[0017]進(jìn)一步地，所述蓄電池在線修復(fù)裝置的供電電源為其待修復(fù)的蓄電池。蓄電池在線修復(fù)裝置通過蓄電池提供工作電源，因此不需要設(shè)置內(nèi)置電源或外接其他電源，從而降低生產(chǎn)成本。
[0018]具體地，所述穩(wěn)壓模塊恒壓輸出3.3V或5V電壓至微處理器。
[0019]進(jìn)一步地，所述蓄電池串聯(lián)一過流保護(hù)模塊后分別與穩(wěn)壓模塊的輸入端和電壓取樣模塊的輸入端連接。通過過流保護(hù)模塊防止蓄電池?fù)p傷而損壞修復(fù)裝置，或因修復(fù)裝置的故障而損傷蓄電池。
[0020]進(jìn)一步地，所述蓄電池在線修復(fù)裝置還包括與微處理器連接的LED顯示屏，用于顯示蓄電池的使用狀態(tài)及蓄電池剩余電量。
[0021]本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)包括以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0022]( I)本發(fā)明通過電壓取樣模塊，對(duì)蓄電池進(jìn)行電壓取樣，并將取樣電壓輸入至微處理器，微處理器的電壓比較單元根據(jù)取樣電壓判斷蓄電池的狀態(tài)，當(dāng)蓄電池處于充電狀態(tài)時(shí)微處理器的脈沖控制單元循環(huán)產(chǎn)生矩形波，并將矩形波輸出至脈沖輸出模塊，當(dāng)蓄電池處于放電狀態(tài)時(shí)微處理器的脈沖控制單兀不輸出矩形波，脈沖輸出模塊根據(jù)矩形波產(chǎn)生相應(yīng)的脈沖信號(hào)，并輸出至蓄電池，在蓄電池處于充電狀態(tài)時(shí)輸出脈沖信號(hào)至蓄電池，對(duì)蓄電池實(shí)現(xiàn)在線修復(fù)，維持、恢復(fù)蓄電池的性能，在蓄電池處于放電狀態(tài)時(shí)，不進(jìn)行修復(fù)，延長(zhǎng)了蓄電池的壽命。
[0023](2)當(dāng)蓄電池處于充電狀態(tài)時(shí)，脈沖控制單元循環(huán)地產(chǎn)生η個(gè)脈寬遞增的矩形波，脈沖輸出模塊根據(jù)所接收的矩形波循環(huán)地產(chǎn)生η個(gè)振幅遞增、頻率遞減的脈沖信號(hào)，并將脈沖信號(hào)輸出至蓄電池，其中η為非零自然數(shù)，通過對(duì)蓄電池輸入振幅較高的脈沖信號(hào)除去極板上固化的硫酸鹽，提高蓄電池的充電負(fù)載能力，使蓄電池的修復(fù)效率高，通過對(duì)蓄電池輸入振幅低的脈沖信號(hào)用于防止極板硫化，延長(zhǎng)蓄電池使用壽命。
[0024]( 3 )穩(wěn)壓模塊將蓄電池供電裝置的供電電源輸入的電壓進(jìn)行穩(wěn)壓后為微處理器提供恒定電壓，抑制了輸入電壓中存在的噪音或過壓信號(hào)，對(duì)修復(fù)裝置起到保護(hù)作用。[0025](4)蓄電池在線修復(fù)裝置通過其待修復(fù)的蓄電池提供工作電源，因此不需要設(shè)置內(nèi)置電源或外接其他電源，從而降低生產(chǎn)成本。
[0026]( 5 )所述蓄電池串聯(lián)一過流保護(hù)模塊后分別與穩(wěn)壓模塊的輸入端和電壓取樣模塊的輸入端連接，防止蓄電池?fù)p傷而損壞修復(fù)裝置，或因修復(fù)裝置的故障而損傷蓄電池。
[0027](6)將LED顯示屏與微處理器連接，用于顯示蓄電池的使用狀態(tài)及蓄電池剩余電量，用以直觀地提醒用戶蓄電池的狀態(tài)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明蓄電池在線修復(fù)裝置與蓄電池連接的原理框圖；
[0029]圖2為本發(fā)明蓄電池在線修復(fù)裝置的電路原理圖；
[0030]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中脈沖控制單元輸出的矩形波波形圖及對(duì)應(yīng)脈沖輸出模塊輸出的脈沖信號(hào)波形圖；
[0031]圖4為本發(fā)明實(shí)施例中LED顯示屏結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0033]實(shí)施例
[0034]如圖1、2所示，一種蓄電池在線修復(fù)裝置，包括:過流保護(hù)模塊6、穩(wěn)壓模塊5、電壓取樣模塊1、微處理器3、脈沖輸出模塊4及LED顯示屏7。
[0035]所述過流保護(hù)模塊的輸入端與蓄電池2連接，輸出端分別與穩(wěn)壓模塊的輸入端和電壓取樣模塊的輸入端連接，防止蓄電池?fù)p傷而損壞修復(fù)裝置，或因修復(fù)裝置的故障而損傷蓄電池。
[0036]所述穩(wěn)壓模塊將其輸入端的電壓信號(hào)進(jìn)行穩(wěn)壓后恒壓輸出3.3V或5V電壓至微處理器，通過待修復(fù)的蓄電池為蓄電池在線修復(fù)裝置提供工作電壓，不需要設(shè)置內(nèi)置電源或外接其他電源，從而降低生產(chǎn)成本，穩(wěn)壓模塊抑制了蓄電池輸入電壓中存在的噪音或過壓信號(hào)，對(duì)修復(fù)裝置起到保護(hù)作用。
[0037]所述電壓取樣模塊對(duì)蓄電池進(jìn)行電壓取樣，并將取樣電壓輸入至微處理器。
[0038]所述微處理器，包括:
[0039]電壓比較單元，根據(jù)電壓取樣模塊輸入的取樣電壓判斷蓄電池的狀態(tài)，所述蓄電池包括充電狀態(tài)、放電狀態(tài)；
[0040]脈沖控制單元，當(dāng)蓄電池處于充電狀態(tài)時(shí)循環(huán)地產(chǎn)生η個(gè)脈寬遞增的矩形波，其中η為非零自然數(shù)，并將矩形波輸出至脈沖輸出模塊，當(dāng)蓄電池處于放電狀態(tài)時(shí)，不輸出矩形波；
[0041]顯示控制單元，根據(jù)蓄電池的狀態(tài)輸出相應(yīng)的控制信息到LED顯示屏。
[0042]當(dāng)蓄電池處于充電狀態(tài)時(shí)，脈沖控制單元循環(huán)地產(chǎn)生η個(gè)脈寬遞增的矩形波，并將矩形波輸出至脈沖輸出模塊，其中每個(gè)矩形波的頻率為一定范圍內(nèi)的任意值，η為非零自然數(shù)。
[0043]所述脈沖輸出模塊根據(jù)微處理器輸出的矩形波循環(huán)地產(chǎn)生η個(gè)振幅遞增的脈沖信號(hào)，并將脈沖信號(hào)輸出至蓄電池。所述脈沖輸出模塊具體根據(jù)矩形波的脈寬調(diào)整脈沖信號(hào)的振幅，根據(jù)矩形波的頻率確定脈沖信號(hào)的頻率。具體地，所述脈沖信號(hào)的頻率與其對(duì)應(yīng)的矩形波的頻率相同。所述脈沖控制單元產(chǎn)生的矩形波頻率優(yōu)選為5KHz-15KHz，故所述脈沖輸出模塊產(chǎn)生的脈沖信號(hào)頻率優(yōu)選為5KHz-15KHz。如，在某一時(shí)間段內(nèi)脈沖信號(hào)頻率
可以為7KHz，5KHz，8KHz，15KHz，13KHz，......。如圖3所示，在本實(shí)施例中，所述n=4。具體
地，所述脈沖輸出模塊產(chǎn)生的脈沖信號(hào)峰值優(yōu)選為5V-80V。
[0044]對(duì)于浮充電的蓄電池，蓄電池在線修復(fù)裝置則在蓄電池使用期間持續(xù)為蓄電池提供脈沖信號(hào)。
[0045]所述LED顯示屏，根據(jù)微處理器的顯示控制單元的控制信息進(jìn)行相應(yīng)的輸出顯示。如圖4所示，當(dāng)蓄電池處于放電狀態(tài)時(shí)LED顯示屏顯示蓄電池的剩余電量,LED顯示屏通過其5個(gè)LED燈的亮滅個(gè)數(shù)代表蓄電池的剩余電量，若5個(gè)LED燈全亮，則表示蓄電池電量100% ;當(dāng)蓄電池處于充電狀態(tài)時(shí)，LED顯示屏的5個(gè)LED燈循環(huán)地從左往右逐個(gè)開啟。
[0046]上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種蓄電池在線修復(fù)裝置，其特征在于，包括: 電壓取樣模塊(1)，對(duì)蓄電池(2)進(jìn)行電壓取樣，并將取樣電壓輸入至微處理器(3)； 微處理器，包括: 電壓比較單元，根據(jù)電壓取樣模塊輸入的取樣電壓判斷蓄電池的狀態(tài)； 脈沖控制單元，當(dāng)蓄電池處于充電狀態(tài)時(shí)循環(huán)產(chǎn)生矩形波，并將矩形波輸出至脈沖輸出模塊；當(dāng)蓄電池處于放電狀態(tài)時(shí)，不輸出矩形波； 脈沖輸出模塊(4),根據(jù)微處理器輸出的矩形波產(chǎn)生相應(yīng)的脈沖信號(hào)，并輸出至蓄電池。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池在線修復(fù)裝置，其特征在于:當(dāng)蓄電池處于充電狀態(tài)時(shí)，脈沖控制單元循環(huán)地產(chǎn)生η個(gè)脈寬遞增的矩形波，脈沖輸出模塊根據(jù)微處理器輸出的矩形波循環(huán)地產(chǎn)生η個(gè)振幅遞增的脈沖信號(hào)，并將脈沖信號(hào)輸出至蓄電池，其中η為非零自然數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蓄電池在線修復(fù)裝置，其特征在于:所述脈沖輸出模塊產(chǎn)生的脈沖信號(hào)峰值為5V-80V。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蓄電池在線修復(fù)裝置，其特征在于:所述脈沖輸出模塊產(chǎn)生的脈沖信號(hào)頻率為5ΚΗζ-15ΚΗζ。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的蓄電池在線修復(fù)裝置，其特征在于:還包括串聯(lián)在蓄電池在線修復(fù)裝置的供電電源和微處理器之間的穩(wěn)壓模塊(5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的蓄電池在線修復(fù)裝置，其特征在于:所述蓄電池在線修復(fù)裝置的供電電源為其待修復(fù)的蓄電池。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的蓄電池在線修復(fù)裝置，其特征在于:所述穩(wěn)壓模塊恒壓輸出3.3V或5V電壓至微處理器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的蓄電池在線修復(fù)裝置，其特征在于:所述蓄電池串聯(lián)一過流保護(hù)模塊(6)后分別與穩(wěn)壓模塊的輸入端和電壓取樣模塊的輸入端連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的蓄電池在線修復(fù)裝置，其特征在于:還包括與微處理器連接的LED顯示屏(7)，用于顯示蓄電池的使用狀態(tài)及蓄電池剩余電量。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK103943902SQ201410084397
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月7日
【發(fā)明者】許南石, 安明濬 申請(qǐng)人:許南石, 安明濬