一種模擬雷電儲能閃擊的蓄電池充電器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型的一種模擬雷電儲能閃擊的蓄電池充電器，先將電能儲存到儲能模塊中，制造成模擬雷電儲存區(qū)，儲存量達(dá)到設(shè)計(jì)要求時由閃擊充電模塊將儲存的電能以閃擊的方式對蓄電池充電；反復(fù)儲存、閃擊直至充滿。工作流程由模塊控制、分手動、智能兩種。充電速度根據(jù)不同性質(zhì)、電壓、容量的蓄電池設(shè)計(jì)，例如：48V、12AH的鉛酸電池可在30秒左右完成。電動汽車如采用96V、120AH蓄電池可在5至10分鐘完成，充電時間極短，對鉛酸電池有特別保護(hù)作用，減少充電過程中電解反應(yīng)對極片的損害，延長蓄電池的使用壽命。適用于攜帶蓄電池提供能源的行駛車輛。方便攜帶，缺電即充，即充即滿，擴(kuò)大電動車的應(yīng)用領(lǐng)域,有助電動汽車普及。
【專利說明】—種模擬雷電儲能閃擊的蓄電池充電器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及蓄電池充電的【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種模擬雷電儲能閃擊的蓄電池充電器。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，現(xiàn)有的蓄電池充電器充電時間很慢，而隨著社會生活水平的不斷提高，人們對生活中各種生產(chǎn)資料的要求也越來越高，現(xiàn)有的充電器已不能滿足客戶的要求。為了滿足廣大客戶的需求，市場上出現(xiàn)了一些采用高壓大電流充電的充電器，例如，設(shè)置在很多公共場合的快速充電樁。在充電過程中，蓄電池會發(fā)生電解，產(chǎn)生化學(xué)放熱反應(yīng)，由于這些充電器的充電時間仍然較長，例如電動汽車一般需要十幾個小時才能充滿，這樣，蓄電池長時間處于發(fā)熱狀態(tài)，導(dǎo)致電解液容易揮發(fā)，使用壽命嚴(yán)重受到影響。另外，蓄電池要求恒流充電:過大的充電電流會導(dǎo)致蓄電池的損壞；過小的充電電流又會導(dǎo)致充電過程過于緩慢，滿足不了實(shí)際需求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是:為了克服現(xiàn)有充電方式的充電時間長、電池使用壽命受影響等不足，本實(shí)用新型提供一種模擬雷電儲能閃擊的蓄電池充電器。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種模擬雷電儲能閃擊的蓄電池充電器，包括
[0005]儲能電路，用于儲存電源輸出的電能；
[0006]和閃擊充電模塊，用于控制所述儲能電路是否對所述待充電蓄電池進(jìn)行閃擊式放電。
[0007]還包括電壓變換模塊，輸入端連接電源，用于將電源電壓轉(zhuǎn)為所需電壓的交流電；
[0008]所述儲能電路，輸入端與所述電壓變換模塊的輸出端連接，用于儲存由電壓變換模塊輸出的電能。
[0009]所述儲能電路包括整流電路，用于將電源輸出的交流電轉(zhuǎn)為直流電。如果電源電壓符合儲能電路適用的電壓，可經(jīng)整流橋整流直接輸入儲能電路儲能。
[0010]所述儲能電路還包括充電電容，用于儲存電能，給待充電蓄電池充電；
[0011]所述閃擊充電模塊包括用于控制所述電源與充電電容之間通斷的第一開關(guān)，以及用于控制所述充電電容與待充電蓄電池之間通斷的第二開關(guān)。
[0012]所述充電電容通過所述整流電路整流后的直流電充電。
[0013]所述充電電容作為所述儲能電路的輸入端，其后連接所述整流電路，所述整流電路作為所述儲能電路的輸出。
[0014]所述儲能電路的放電功率與充電時間負(fù)相關(guān)，所述待充電蓄電池的容量和電壓值、儲能電路閃擊次數(shù)均與充電時間正相關(guān)。根據(jù)蓄電池的性質(zhì)選擇不同輸出電壓的電壓變換模塊，且電壓變換模塊的輸出電壓大于蓄電池的充電飽和電壓。
[0015]所述閃擊充電模塊中設(shè)有第一測量單元，所述第一測量單元檢測儲能電路的實(shí)時電壓；
[0016]對儲能電路充電時，當(dāng)所述儲能電路的實(shí)時電壓未達(dá)到飽和電壓，所述第二開關(guān)斷開所述儲能電路與待充電蓄電池的通路，第一開關(guān)連通所述電源與儲能電路的通路；當(dāng)所述儲能電路的實(shí)時電壓達(dá)到飽和電壓，所述第一開關(guān)斷開所述電源與儲能電路的通路；
[0017]儲能電路對蓄電池充電時，所述第一開關(guān)斷開所述電源與儲能電路的通路，第二開關(guān)連通所述儲能電路與待充電蓄電池的通路；當(dāng)所述儲能電路的實(shí)時電壓下降到關(guān)斷電壓，第二開關(guān)斷開所述儲能電路與待充電蓄電池的通路。
[0018]還包括初始開關(guān)和第二測量單元，所述初始開關(guān)控制所述儲能電路是否充電儲能或者控制所述儲能電路是否對所述待充電蓄電池放電，所述第二測量單元檢測所述待充電蓄電池的實(shí)時電壓；當(dāng)所述待充電蓄電池的實(shí)時電壓達(dá)到飽和電壓，初始開關(guān)斷開；當(dāng)所述待充電蓄電池的實(shí)時電壓未達(dá)到飽和電壓，初始開關(guān)接通。
[0019]所述初始開關(guān)設(shè)置在電壓變換模塊的輸入端與電源之間，或者設(shè)置在電壓變換模塊的輸出端與儲能電路的輸入端之間，或者儲能電路中，或者儲能電路的輸出端與待充電蓄電池之間。
[0020]所述第一開關(guān)、第二開關(guān)和所述初始開關(guān)是手動開關(guān)、場效應(yīng)管組成的電路、繼電器電路、晶閘管電路、三極管電路或可編程模塊組成的電路。
[0021]所述第一開關(guān)和第二開關(guān)根據(jù)設(shè)定的時間動作:
[0022]對儲能電路充電時，所述第一開關(guān)連通所述電壓變換模塊與儲能電路，且第二開關(guān)斷開所述儲能電路與待充電蓄電池后，開始計(jì)時；當(dāng)所述儲能電路與所述電壓變換模塊的輸出端連通時間達(dá)到設(shè)定時間時，所述第一開關(guān)斷開所述電壓變換模塊與儲能電路；
[0023]所述第一開關(guān)斷開所述電壓變換模塊與儲能電路，第二開關(guān)連通所述儲能電路與待充電蓄電池時，儲能電路對蓄電池充電，開始計(jì)時；當(dāng)所述儲能電路與待充電蓄電池連通時間達(dá)到設(shè)定時間時，第二開關(guān)斷開所述儲能電路與待充電蓄電池。
[0024]本實(shí)用新型的充電器的原理是:先將電源電壓輸入給充電器的變壓變換模塊，由變壓變換模塊將已調(diào)整的電源輸入給整流儲能模塊，儲存電能達(dá)到設(shè)計(jì)值時再由閃擊充電模塊按雷電閃擊原理對蓄電池充電，反復(fù)儲能、閃擊，將蓄電池充滿。
[0025]本實(shí)用新型的有益效果是，本實(shí)用新型的一種模擬雷電儲能閃擊的蓄電池充電器，先將電源電壓輸入充電器的電壓變換模塊，經(jīng)整流儲能模塊儲存；制造成模擬雷電儲存區(qū)，儲存量達(dá)到設(shè)計(jì)要求時由閃擊充電模塊將儲存的電能以閃擊的方式與蓄電池充電；反復(fù)儲存、閃擊直至充滿。工作流程由模塊控制、分手動、智能兩種。充電速度根據(jù)不同性質(zhì)、電壓、容量的蓄電池設(shè)計(jì)，例如:48V、12AH的鉛酸電池可在30秒左右完成。電動汽車如采用96VU20AH蓄電池可在5至10分鐘完成，充電時間極短，對鉛酸電池有特別保護(hù)作用，減少充電過程中電解反應(yīng)對極片的損害，延長蓄電池的使用壽命。適用于攜帶蓄電池提供能源的行駛車輛。方便攜帶，缺電即充，即充即滿，擴(kuò)大電動車的應(yīng)用領(lǐng)域，有助電動汽車普及。
【專利附圖】

【附圖說明】[0026]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0027]圖1是本實(shí)用新型的模擬雷電儲能閃擊的蓄電池充電器實(shí)施例1的示意框圖。
[0028]圖2是本實(shí)用新型的模擬雷電儲能閃擊的蓄電池充電器實(shí)施例2的示意框圖。
[0029]圖3是本實(shí)用新型的模擬雷電儲能閃擊的蓄電池充電器實(shí)施例3的示意框圖。
[0030]圖4是本實(shí)用新型的模擬雷電儲能閃擊的蓄電池充電器實(shí)施例4的示意框圖。
[0031]圖5是本實(shí)用新型的模擬雷電儲能閃擊的蓄電池充電器實(shí)施例4的示意框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]現(xiàn)在結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實(shí)用新型有關(guān)的構(gòu)成。
[0033]實(shí)施例1
[0034]如圖1所示，一種模擬雷電儲能閃擊的蓄電池充電器，包括
[0035]電壓變換模塊，輸入端連接電源，用于將電源電壓轉(zhuǎn)為所需電壓的交流電；
[0036]儲能電路，輸入端與所述電壓變換模塊的輸出端連接，用于儲存由電壓變換模塊輸出的電能；
[0037]和閃擊充電模塊，用于控制所述儲能電路是否對所述待充電蓄電池進(jìn)行閃擊式放電。
[0038]所述儲能電路包括
[0039]充電電容，用于儲存電能，給待充電蓄電池充電；
[0040]和整流電路，用于將電壓變換模塊輸出的交流電轉(zhuǎn)為直流電；
[0041]所述整流電路作為所述儲能電路的輸入端與所述電壓變換模塊的輸出端連接，所述充電電容通過所述整流電路整流后的直流電充電。
[0042]所述閃擊充電模塊包括用于控制所述電源與充電電容之間通斷的第一開關(guān)，以及用于控制所述充電電容與待充電蓄電池之間通斷的第二開關(guān)。
[0043]充電器工作時，當(dāng)所述充電電容與待充電蓄電池接通時及接通后，所述電源與充電電容之間都是斷開的。
[0044]所述閃擊充電模塊中設(shè)有第一測量單元，所述第一測量單元檢測儲能電路的實(shí)時電壓；
[0045]對儲能電路充電時，當(dāng)所述儲能電路的實(shí)時電壓未達(dá)到飽和電壓，所述第二開關(guān)斷開所述儲能電路與待充電蓄電池的通路，第一開關(guān)連通所述電源與儲能電路的通路；當(dāng)所述儲能電路的實(shí)時電壓達(dá)到飽和電壓，所述第一開關(guān)斷開所述電源與儲能電路的通路；
[0046]儲能電路對蓄電池充電時，所述第一開關(guān)斷開所述電源與儲能電路的通路，第二開關(guān)連通所述儲能電路與待充電蓄電池的通路；當(dāng)所述儲能電路的實(shí)時電壓下降到關(guān)斷電壓，第二開關(guān)斷開所述儲能電路與待充電蓄電池的通路。
[0047]還包括初始開關(guān)和第二測量單元，所述初始開關(guān)控制所述儲能電路是否充電儲能或者控制所述儲能電路是否對所述待充電蓄電池放電，所述第二測量單元檢測所述待充電蓄電池的實(shí)時電壓；當(dāng)所述待充電蓄電池的實(shí)時電壓達(dá)到飽和電壓，初始開關(guān)斷開；當(dāng)所述待充電蓄電池的實(shí)時電壓未達(dá)到飽和電壓，初始開關(guān)接通。所述初始開關(guān)設(shè)置在電壓變換模塊的輸入端與電源之間。[0048]所述第一開關(guān)、第二開關(guān)和所述初始開關(guān)是手動開關(guān)。
[0049]電壓變換模塊的輸出功率和充電電容的放電功率均與充電時間負(fù)相關(guān)，所述待充電蓄電池的容量和電壓值、充電電容閃擊次數(shù)均與充電時間正相關(guān)。根據(jù)蓄電池的性質(zhì)選擇不同輸出電壓的電壓變換模塊，且電壓變換模塊的輸出電壓大于蓄電池的充電飽和電壓，當(dāng)然，不能過大，避免瞬間擊穿蓄電池。本實(shí)施例中僅舉一實(shí)例進(jìn)行說明:先將電源輸入充電器的電壓變換模塊，經(jīng)整流儲能模塊儲存，制造成模擬雷電儲存區(qū)，儲存量達(dá)到設(shè)計(jì)要求時由閃擊充電模塊將儲存的電能以閃擊的方式對蓄電池充電；反復(fù)儲存、閃擊直至充滿。
[0050]如欲對12VU2AH的蓄電池進(jìn)行充電，希望充電時間大約為10秒，則可以選擇ΙΟΟΟμ F、200V的充電電容，其放電功率為W=U2C/2=20W。相應(yīng)地，變壓器輸出功率選擇與充電電容放電功率相同，即20W。
[0051]由于充電電容帶有直流電，對蓄電池進(jìn)行閃擊，閃擊時間極短，可忽略不計(jì)，因此，充電時間主要是電源經(jīng)過電壓變換模塊、整流電路對充電電容充電的時間，這一過程也很短，一般充電電容一次充電時間可以達(dá)到I秒，由于上述充電電容需要對蓄電池進(jìn)行12AHX 12V/20ff=7.2次閃擊才能到達(dá)所需電池容量，因此，如果忽略閃擊充電模塊切換動作的時間，進(jìn)行8次閃擊，即8秒即可完成充電。
[0052]同樣地，48V、12AH的鉛酸電池，采用1000 μ F、200V的充電電容，最短時間可在30秒左右完成充電。
[0053]實(shí)施例2
[0054]如圖2所示，一種模擬雷電儲能閃擊的蓄電池充電器，基本與實(shí)施例1相同，與實(shí)施例I不同的是，所述充電電容作為所述儲能電路的輸入端與所述電壓變換模塊的輸出端連接，所述充電電容通過所述電壓變換模塊輸出的交流電充電，其后連接所述整流電路，作為所述儲能電路的輸出。
[0055]所述初始開關(guān)設(shè)置在電壓變換模塊的輸出端與儲能電路的輸入端之間。
[0056]所述第一開關(guān)、第二開關(guān)和所述初始開關(guān)是可編程模塊組成的電路。
[0057]所述第一開關(guān)和第二開關(guān)根據(jù)設(shè)定的時間動作:
[0058]對儲能電路充電時，所述第一開關(guān)連通所述電壓變換模塊與儲能電路，且第二開關(guān)斷開所述儲能電路與待充電蓄電池后，開始計(jì)時；當(dāng)所述儲能電路與所述電壓變換模塊的輸出端連通時間達(dá)到設(shè)定時間時，所述第一開關(guān)斷開所述電壓變換模塊與儲能電路；
[0059]所述第一開關(guān)斷開所述電壓變換模塊與儲能電路，第二開關(guān)連通所述儲能電路與待充電蓄電池時，儲能電路對蓄電池充電，開始計(jì)時；當(dāng)所述儲能電路與待充電蓄電池連通時間達(dá)到設(shè)定時間時，第二開關(guān)斷開所述儲能電路與待充電蓄電池。
[0060]實(shí)施例3
[0061]如圖3所不,一種模擬雷電儲能閃擊的蓄電池充電器,基本與實(shí)施例1相同,儲能電路與實(shí)施例1不同，本實(shí)施例的儲能電路包括高壓包，由高壓包儲存電能。
[0062]當(dāng)然，本實(shí)用新型的儲能電路還可以通過其他儲能器件組成，例如電感儲能模塊等，只要是能夠儲存電能，并且能夠以閃擊方式釋放電能的模塊都可以。如果能夠儲能電路儲存電能，但是不能以閃擊方式釋放電能，那么可以通過設(shè)計(jì)閃擊充電模塊來實(shí)現(xiàn)，例如在閃擊充電模塊中設(shè)置一振蕩電路，從而實(shí)現(xiàn)閃擊放電。
[0063]實(shí)施例4[0064]如圖4、圖5所不,一種模擬雷電儲能閃擊的蓄電池充電器,基本與實(shí)施例1相同，與實(shí)施例1不同的是，本實(shí)施例不帶有電壓變換模塊，即電源不經(jīng)變壓就輸入到儲能電路，其中，如圖4所示，儲能電路可以帶有整流電路，也可以如圖5所示，儲能電路不帶有整流電路。
[0065]本實(shí)施例中，如欲對96V、120AH的蓄電池進(jìn)行充電，希望充電時間大約為5分鐘，則可選擇2000μ F、300V的儲能電容，其放電功率為W=U2C/2=40W，重復(fù)儲能、閃擊300次即5分鐘可完成充電。如遇更大容量的蓄電池根據(jù)蓄電池的性能可采用增加電容的儲能量，相應(yīng)的增加單次閃擊的功率，縮短蓄電池的充電時間。
[0066]以上述依據(jù)本實(shí)用新型的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)實(shí)用新型技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)實(shí)用新型的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種模擬雷電儲能閃擊的蓄電池充電器,其特征在于:包括 儲能電路，用于儲存電源輸出的電能； 和閃擊充電模塊，用于控制所述儲能電路是否對所述待充電蓄電池進(jìn)行閃擊式放電。
2.如權(quán)利要求1所述的模擬雷電儲能閃擊的蓄電池充電器，其特征在于:還包括電壓變換模塊，輸入端連接電源，用于將電源電壓轉(zhuǎn)為所需電壓的交流電； 所述儲能電路，輸入端與所述電壓變換模塊的輸出端連接，用于儲存由電壓變換模塊輸出的電能。
3.如權(quán)利要求1或2所述的模擬雷電儲能閃擊的蓄電池充電器，其特征在于:所述儲能電路包括整流電路，用于將電源輸出的交流電轉(zhuǎn)為直流電。
4.如權(quán)利要求3所述的模擬雷電儲能閃擊的蓄電池充電器，其特征在于: 所述儲能電路還包括充電電容，用于儲存電能，給待充電蓄電池充電； 所述閃擊充電模塊包括用于控制所述電源與充電電容之間通斷的第一開關(guān)，以及用于控制所述充電電容與待充電蓄電池之間通斷的第二開關(guān)。
5.如權(quán)利要求4所述的模擬雷電儲能閃擊的蓄電池充電器，其特征在于:所述充電電容通過所述整流電路整流后的直流電充電。
6.如權(quán)利要求4所述的模擬雷電儲能閃擊的蓄電池充電器，其特征在于:所述充電電容作為所述儲能電路的輸入端，其后連接所述整流電路，所述整流電路作為所述儲能電路的輸出。
7.如權(quán)利要求2-6中任一項(xiàng)所述的模擬雷電儲能閃擊的蓄電池充電器，其特征在于:所述儲能電路的放電功率與充電時間負(fù)相關(guān)，所述待充電蓄電池的容量和電壓值、儲能電路閃擊次數(shù)均與充電時間正相關(guān)。
8.如權(quán)利要求4所述的模擬雷電儲能閃擊的蓄電池充電器，其特征在于:所述閃擊充電模塊中設(shè)有第一測量單元，所述第一測量單元檢測儲能電路的實(shí)時電壓； 對儲能電路充電時，當(dāng)所述儲能電路的實(shí)時電壓未達(dá)到飽和電壓，所述第二開關(guān)斷開所述儲能電路與待充電蓄電池的通路，第一開關(guān)連通所述電源與儲能電路的通路；當(dāng)所述儲能電路的實(shí)時電壓達(dá)到飽和電壓，所述第一開關(guān)斷開所述電源與儲能電路的通路； 儲能電路對蓄電池充電時，所述第一開關(guān)斷開所述電源與儲能電路的通路，第二開關(guān)連通所述儲能電路與待充電蓄電池的通路；當(dāng)所述儲能電路的實(shí)時電壓下降到關(guān)斷電壓，第二開關(guān)斷開所述儲能電路與待充電蓄電池的通路。
9.如權(quán)利要求1或2所述的模擬雷電儲能閃擊的蓄電池充電器，其特征在于:還包括初始開關(guān)和第二測量單元，所述初始開關(guān)控制所述儲能電路是否充電儲能或者控制所述儲能電路是否對所述待充電蓄電池放電，所述第二測量單元檢測所述待充電蓄電池的實(shí)時電壓；當(dāng)所述待充電蓄電池的實(shí)時電壓達(dá)到飽和電壓，初始開關(guān)斷開；當(dāng)所述待充電蓄電池的實(shí)時電壓未達(dá)到飽和電壓，初始開關(guān)接通。
10.如權(quán)利要求9所述的模擬雷電儲能閃擊的蓄電池充電器，其特征在于:所述第一開關(guān)、第二開關(guān)和所述初始開關(guān)是手動開關(guān)、場效應(yīng)管組成的電路、繼電器電路、晶閘管電路、三極管電路或可編程模塊組成的電路。
11.如權(quán)利要求9所述的模擬雷電儲能閃擊的蓄電池充電器，其特征在于:所述初始開關(guān)設(shè)置在電壓變換模塊的輸入端與電源之間，或者設(shè)置在電壓變換模塊的輸出端與儲能電路的輸入端之間，或者儲能電路中，或者儲能電路的輸出端與待充電蓄電池之間。
12.如權(quán)利要求8或11所述的模擬雷電儲能閃擊的蓄電池充電器，其特征在于:所述第一開關(guān)、第二開關(guān)和所述初始開關(guān)是手動開關(guān)、場效應(yīng)管組成的電路、繼電器電路、晶閘管電路、三極管電路或可編程模塊組成的電路。
13.如權(quán)利要求4所述的模擬雷電儲能閃擊的蓄電池充電器，其特征在于:所述第一開關(guān)和第二開關(guān)根據(jù)設(shè)定的時間動作: 對儲能電路充電時，所述第一開關(guān)連通所述電壓變換模塊與儲能電路，且第二開關(guān)斷開所述儲能電路與待充電蓄電池后，開始計(jì)時；當(dāng)所述儲能電路與所述電壓變換模塊的輸出端連通時間達(dá)到設(shè)定時間時，所述第一開關(guān)斷開所述電壓變換模塊與儲能電路； 所述第一開關(guān)斷開所述電壓變換模塊與儲能電路，第二開關(guān)連通所述儲能電路與待充電蓄電池時，儲能電路對蓄電池充電，開始計(jì)時；當(dāng)所述儲能電路與待充電蓄電池連通時間達(dá)到設(shè)定時間時，第二開 關(guān)斷開所述儲能電路與待充電蓄電池。
【文檔編號】H02J7/00GK203800672SQ201420180294
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年4月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月25日
【發(fā)明者】王玉才 申請人:王玉才