一種可干預(yù)充電模式的鉛酸電池管理儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于鉛酸電池【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種可干預(yù)充電模式的鉛酸電池管理儀（也稱護(hù)延神）。本發(fā)明根據(jù)電子學(xué)與電化學(xué)技術(shù)協(xié)同作用原理設(shè)計(jì)，由電源模塊、三端穩(wěn)壓器集成電路、運(yùn)放集成電路、時(shí)鐘芯片、通信芯片、中央處理器等經(jīng)電路連接組成。本發(fā)明通過(guò)在線維護(hù)，顯著延長(zhǎng)電池的使用壽命，尤其是對(duì)于因硫化而造成電池容量下降的舊電池可通過(guò)其智能修復(fù)及智能充電管理逐步消除電池中極板的硫化而有效地恢復(fù)電池的容量。使用實(shí)踐結(jié)果表明，使用本發(fā)明后鉛酸蓄電池的容量和放電時(shí)間均得到不同程度的大幅提高，并能保持長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定狀態(tài)，各單體電池間的一致性也更趨完好，電池的使用壽命也得到了延長(zhǎng)。
【專利說(shuō)明】-種可干預(yù)充電模式的鉛酸電池管理儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于鉛酸電池【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種可干預(yù)充電模式的鉛酸電池管理 儀。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外采用充電技術(shù)對(duì)電池進(jìn)行修復(fù)和維護(hù)的研究開(kāi)始增多，但維護(hù)電 池實(shí)際應(yīng)用的充電技術(shù)仍以傳統(tǒng)的多段式恒流恒壓組合充電模式為主，一般仍采用以下一 些傳統(tǒng)的維護(hù)手段： (1)定期簡(jiǎn)單的用萬(wàn)用表測(cè)量一下各單體電池的開(kāi)路電壓和充電電壓，以此來(lái)判斷電 池性能的好壞。
[0003] ( 2 )定期對(duì)蓄電池進(jìn)行容量放電測(cè)試。
[0004] (3)定期采取均衡充電等過(guò)充電方式對(duì)電池進(jìn)行維護(hù)。
[0005] (4)出現(xiàn)硫化的電池根據(jù)容量衰減程度不同，分別采取過(guò)充電法、反復(fù)充電法、水 療法等進(jìn)行電池修復(fù)。
[0006] 上述電池維護(hù)修復(fù)手段雖各具其優(yōu)勢(shì)，但均需離線進(jìn)行，且存在技術(shù)單一，適用面 比較窄等不足之處，而鉛酸電池應(yīng)用范圍非常廣，電池使用過(guò)程面臨的問(wèn)題也比較復(fù)雜。為 擴(kuò)大電池維護(hù)修復(fù)的使用效果和適用范圍，本發(fā)明在融合相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出一種更 合理的在線電池管理維護(hù)及修復(fù)的新裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種可根據(jù)牽引類鉛酸蓄電池因不同環(huán)溫變化發(fā)生性能 衰減而實(shí)施的高效在線管理、維護(hù)及修復(fù)的裝置。
[0008] 對(duì)牽引類鉛酸蓄電池目前大多采用的常規(guī)單一充電模式，不考慮不同季節(jié)環(huán)境溫 度對(duì)電池性能的影響，由此造成有些電池過(guò)充而有些電池又充電不足，從而更加劇了電池 的硫酸鹽化。針對(duì)傳統(tǒng)充電模式造成電池壽命過(guò)短的缺陷，本發(fā)明研發(fā)出一種集維護(hù)與修 復(fù)功能于一體的蓄電池智能在線管理裝置，其主要功能是依據(jù)電池在不同季節(jié)的環(huán)境溫度 時(shí)受電能力的不同而自動(dòng)調(diào)節(jié)充電機(jī)輸出的充電因子，使電池充入恰當(dāng)而適合的電量，減 少電池發(fā)生欠充或過(guò)充的可能性，從而達(dá)到延長(zhǎng)電池的使用壽命的目的。對(duì)于因硫化造成 電池容量下降的舊電池可以通過(guò)本發(fā)明所提供的合適的過(guò)充電量來(lái)逐步消除硫化而有效 恢復(fù)電池容量。根據(jù)各地區(qū)歷史氣溫的設(shè)置通過(guò)中央處理器指令，隨著季節(jié)的變化而干預(yù) 充電機(jī)對(duì)鉛酸蓄電池的充電參數(shù)，使其達(dá)到最佳的維護(hù)和修復(fù)效果。
[0009] 鉛酸電池以多孔性二氧化鉛作為正極活性物質(zhì)，高比表面積多孔結(jié)構(gòu)的海綿狀金 屬鉛作為負(fù)極活性物質(zhì)，電解質(zhì)在充電狀態(tài)下是相對(duì)密度為1. 28g/mL-l. 34g/mL或者質(zhì)量 分?jǐn)?shù)為37%-45%的硫酸溶液，電池放電時(shí)兩個(gè)電極的活性物質(zhì)分別轉(zhuǎn)化為硫酸鉛，充電時(shí)， 反應(yīng)向相反方向進(jìn)行。

【權(quán)利要求】
1. 一種可干預(yù)充電模式的鉛酸電池管理儀，其特征在于包括：一個(gè)DC/DC電源模塊Ml， 一個(gè)三端穩(wěn)壓器集成電路IC6, 一個(gè)三端穩(wěn)壓器集成電路IC7, 一個(gè)運(yùn)放集成電路IC3, 一個(gè) 時(shí)鐘芯片IC4, 一個(gè)通信芯片IC2，CPU集成電路IC1，一個(gè)三極管VI，一個(gè)繼電器J1，一個(gè) 接觸器；其中，DC/DC電源模塊Ml、三端穩(wěn)壓器集成電路IC6、三端穩(wěn)壓器集成電路IC7、CPU 集成電路IC1依次連接；時(shí)鐘芯片IC4與CPU集成電路IC1相連；運(yùn)放集成電路IC3分別 與CPU集成電路IC1、三端穩(wěn)壓器集成電路IC6的輸出端相連，并于蓄電池的48V的正負(fù)極 連接；DC/DC電源模塊Ml輸入端與蓄電池的12V的正負(fù)極連接；CPU集成電路IC1設(shè)有一 仿真器的連接端口 P2,通信芯片IC2設(shè)有電腦連接端口 P1，并與CPU集成電路IC1、三端穩(wěn) 壓器集成電路IC6的輸出端相連；三極管VI、繼電器J1依次連接于CPU集成電路IC1 (16 腳）與接觸器之間； DC/DC電源模塊M1，將取自蓄電池上的12V電壓，通過(guò)隔離變成12V電壓，為系統(tǒng)工作 提供電源； 三端穩(wěn)壓器集成電路IC6,將DC/DC電源模塊Ml輸出的12V電壓變成5V電壓；三端穩(wěn) 壓器集成電路IC7將三端穩(wěn)壓器集成電路IC6輸出的5V電壓變成3. 3V電壓； 運(yùn)放集成電路IC3與其外圍電路構(gòu)成一電壓檢測(cè)電路；它將從蓄電池上獲得的0? 100V電壓按比率轉(zhuǎn)換成0?3. 3V的電壓，然后提供給CPU集成電路IC1，使CPU集成電路 IC1知道當(dāng)前蓄電池上的電壓是多少； 時(shí)鐘芯片IC4與其外圍電路構(gòu)成一時(shí)鐘電路，供CPU獲取當(dāng)前日期及時(shí)間； 通信芯片IC2通過(guò)連接端口 P1與電腦連接，這樣可以通過(guò)電腦來(lái)讀取系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)， 也可以將指令寫(xiě)入系統(tǒng)中去； 仿真器通過(guò)接仿真器連接端口 P2與CPU集成電路IC1相連，將仿真器與電腦相聯(lián)后， 可以燒入CPU的軟件主程序； CPU集成電路IC1的第16腳為功能輸出腳，平時(shí)該腳處于低電平狀態(tài)；當(dāng)該腳為高電 平狀態(tài)時(shí)，三極管VI由截止轉(zhuǎn)為導(dǎo)通，引起J1繼電器吸合，輸出12V電壓到接觸器上，使得 接觸器斷開(kāi)，由閉合轉(zhuǎn)為開(kāi)路狀態(tài)，從而使蓄電池與充電器之間斷開(kāi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可干預(yù)充電模式的鉛酸電池管理儀，其特征在于工作過(guò)程 如下： 可干預(yù)充電模式的鉛酸電池管理儀通過(guò)連接在電池48V上的運(yùn)放集成電路IC3,再連 接在CPU集成電路IC1上，CPU集成電路IC1中的軟件通過(guò)檢測(cè)到電池上的電壓，先由低往 高升起，經(jīng)過(guò)53V升至63V ;充電機(jī)判斷電池充滿電后停止工作，電壓開(kāi)始由高往低下降經(jīng) 過(guò)55V，軟件判斷為一次充電機(jī)的充電過(guò)程結(jié)束；軟件根據(jù)各季節(jié)的不同，每隔幾天CPU集 成電路IC1發(fā)出一個(gè)高電平去控制三極管VI，由截止轉(zhuǎn)為導(dǎo)通，引起J1繼電器吸合，輸出 12V電壓到常閉型接觸器上，使得接觸器觸點(diǎn)斷開(kāi)，由閉合轉(zhuǎn)為開(kāi)路狀態(tài)，斷開(kāi)蓄電池與充 電器之間連接；然后經(jīng)過(guò)15秒后，CPU集成電路IC1發(fā)一個(gè)低電平去控制三極管VI，由導(dǎo)通 轉(zhuǎn)為截止，引起J1繼電器斷開(kāi)，切斷12V電壓輸出到接觸器上，使得接觸器觸點(diǎn)閉合，由開(kāi) 路轉(zhuǎn)為閉合狀態(tài)，蓄電池與充電器之間連接，這時(shí)充電器根據(jù)電池上電壓來(lái)判斷重新啟動(dòng) 充電。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的可干預(yù)充電模式的鉛酸電池管理儀，其特征在于軟件根據(jù) 不同季節(jié)的變化，每隔幾天工作一次，每次斷開(kāi)閉合的次數(shù)不同，通斷一次代表充電機(jī)重新 啟動(dòng)一次半小時(shí)左右的充電；不同季節(jié)溫度下的通斷次數(shù)是不同的，以上參數(shù)通過(guò)軟件人 工設(shè)定；這些參數(shù)依據(jù)長(zhǎng)期跟蹤鉛酸電池在不同氣候下的狀態(tài)及不同性能狀態(tài)下電池的受 電能力而確定。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK104242408SQ201410524072
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月8日
【發(fā)明者】肖德高, 吳兵, 戎善培, 鐘定清 申請(qǐng)人:上海錦鵬科技有限公司