一種鉛酸電池脈沖充電控制系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種鉛酸電池脈沖充電控制系統(tǒng)，屬于鉛酸電池領域，適用于鉛酸電池的快速充電。
【背景技術】
[0002]全密封免維護鉛酸蓄電池具有密封好、無泄漏、無污染、無需維護等優(yōu)點，得到廣泛的應用，與之相配套的鉛酸電池充電器一方面需要解決快速充電問題，另一方面需要解決充電質量和充電效率問題，在蓄電池充電過程中尤其充電后期，電池極化現(xiàn)象十分嚴重，它一方面會導致電流充電接受率下降充電效率降低，另一方面電池內(nèi)部溫度升高、內(nèi)壓增大使電池產(chǎn)生析氣現(xiàn)象，電池析氣現(xiàn)象加速電池老化使電池壽命降低、循環(huán)利用率減小，因此在充電過程中必須適時對蓄電池進行去極化處理，另一方面，因蓄電池自身內(nèi)阻很小，充電過程中充電電壓微小的變化都可能導致充電電流的較大波動，所以，提供一種安全、快速并能進行全過程監(jiān)控的充電方法和控制系統(tǒng)尤為必要。
[0003]傳統(tǒng)的鉛酸電池充電方法有恒壓充電法、恒流充電法、恒流-恒壓充電法等。
[0004]恒壓充電法保持充電電壓為一恒定值，由于電池內(nèi)阻很小，充電初期電池自身電壓很低，恒壓充電會導致初始充電電流過大使電池產(chǎn)生析氣現(xiàn)象。充電后期充電電壓較小，蓄電池會有欠充現(xiàn)象。因而恒壓充電法充電時間長，電池過充和欠充過程降低電池使用壽命O
[0005]恒流充電法保持充電電流為一恒定值，恒流充電法電流選擇必須適中，電流過大會造成充電后期蓄電池過充電，充電初期蓄電池充電電流過小，延長了電池充電時間。
[0006]恒流-恒壓充電方法，即在充電初期采用恒流方法充電避免初始充電電流過大，造成蓄電池的出氣與溫升現(xiàn)象，等電池電壓上升到一定值時開始采用恒壓充電，有效抑制了充電后期蓄電池出氣與溫升現(xiàn)象。恒壓恒流兩段充電法雖然解決了電池的過充現(xiàn)象，但是不能提高電池的充電速率，充電時間仍較長。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]為克服現(xiàn)有技術的缺陷，本實用新型采用脈沖充電方法，提供了一種鉛酸電池脈沖充電控制系統(tǒng)，具有定時充電和充電至滿兩種模式，用戶可通過鍵盤輸入的數(shù)據(jù)，完成對充電參數(shù)的設置，用戶自行設置充電時間，充電系統(tǒng)能夠判斷電池類型和充電器是否與電池相匹配，在正確匹配的基礎上完成精準控制充電過程中的多個參數(shù)，更加快速、安全地完成脈沖充電過程。
[0008]為解決上述技術問題，本實用新型采用以下技術方案:
[0009]一種鉛酸電池脈沖充電控制系統(tǒng)，包括充電控制器(I)、人機界面控制器(2);充電控制器(I)和人機界面控制器(2)通過串口通信模塊(14)相互連接，實現(xiàn)在整個充放電過程中兩個控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換；所述的充電控制器(I)連接兩類電壓檢測模塊(3)、電池溫度檢測模塊(4)、放電脈沖模塊(8)、充電脈沖模塊(9)、電池充電電流模塊(5)、電池放電電流模塊￠)、溫控模塊(12);所述的人機界面控制器(2)連接鍵盤模塊(10)、顯示模塊
(11)、實時時鐘模塊(13)。
[0010]本實用新型的充電控制器⑴和人機界面控制器(2)是整個充電控制系統(tǒng)的核心，兩個控制器之間通過功能引腳相互連接，通過串口通信模塊實現(xiàn)兩個控制器的數(shù)據(jù)交換。
[0011]本實用新型的技術方案，在啟動充電系統(tǒng)后系統(tǒng)進行初始化，首先檢測充電系統(tǒng)的電源線是否接好，如果沒有接好則通過顯示模塊提醒用戶；如果電源線連接檢測通過后再檢測電池是否接好，如果電池連接出現(xiàn)問題，人機界面控制器會通過顯示模塊提醒用戶；如果電池連接通過檢測后，人機界面控制器會根據(jù)已存儲的數(shù)據(jù)判斷電池的類型和數(shù)量。之后，用戶可以進行充電參數(shù)的設定，包括充電模式的選擇，充電時間的設定，系統(tǒng)程序會根據(jù)采集的信息判斷用戶選擇充電模式，并通過內(nèi)部程序控制完成充電過程。
[0012]本技術方案可以通過鍵盤模塊(10)在充電前對充電模式、充電參數(shù)的設置或更改；顯示模塊(11)在充電前輔助設置充電模式、充電參數(shù)，并在充電過程中顯示充電電壓、充電電流、電池溫度、電池電量參數(shù)。充電控制器(I)通過溫控模塊(12)在電池充放電過程中對電池溫度進行控制。人機界面控制器(2)與實時時鐘模塊(13)為電池在充電過程計時和故障時間的記錄，可實時對電池充放電進行狀態(tài)監(jiān)測和控制，達到對鉛酸電池快速、安全充電的效果
[0013]與現(xiàn)有技術相比，本技術方案的有益效果在于:
[0014](I)池脈沖充電控制系統(tǒng)具有定時充電和充電至滿兩種模式，方便用戶的選擇使用。用戶可通過鍵盤自行設置充電時間，完成對充電參數(shù)的設置；
[0015](2)充電系統(tǒng)能夠判斷電池類型和充電器是否與電池相匹配，適合對不同類型、不同容量的鉛酸電池進行充電；
[0016](3)充電系統(tǒng)采用脈沖充電模式，進行定時脈沖充電和定時脈沖放電，可減少極化效應、減少充電時間，屬快速充電。
[0017](4)采用人機界面控制器和充電控制器的雙控制器形式，大大提高了充電系統(tǒng)的運行效率，既可實現(xiàn)充電過程中對各參數(shù)的實時監(jiān)控，又可提供有效的人機界面信息。
[0018](5)充電系統(tǒng)在充電過程中對供電電壓、充放電電流、電池端電壓、溫度進行實時監(jiān)控，即保證了對充入電量的有效控制，也避免因缺少對供電電壓、充電電流、電池溫度監(jiān)控而導致的安全事故。
[0019]作為對本技術方案的進一步改進，所述的電池充電電流模塊(5)和電池放電電流模塊(6)通過模擬量切換模塊(7)連接充電控制器(I);電池充電電流模塊(5)和電池放電電流模塊(6)在電池充電、放電過程中進行電流信號的采集，并根據(jù)采集的充放電電流實現(xiàn)對電池的充放電控制。
[0020]作為對本技術方案的進一步改進，所述的放電脈沖模塊(8)、充電脈沖模塊(9)均與充電控制器(I)通過功能引腳相互連接，利用功率驅動電路實現(xiàn)電池間歇脈沖充電與脈沖放電功能。
[0021]作為對本技術方案的進一步改進，所述的兩類電壓檢測模塊(3)與充電控制器
(I)通過功能引腳相互連接，兩類電壓檢測模塊(3)對電池開路電壓、充電供電壓的數(shù)據(jù)進行米集。
[0022]作為對本技術方案的進一步改進，所述的電池溫度檢測模塊(4)與充電控制器
(I)通過功能引腳相互連接，電池溫度檢測模塊(4)對充電放過程中單體鉛酸電池溫度數(shù)據(jù)進行采集。
[0023]作為對本技術方案的進一步改進，所述的人機界面控制器(2)通過功能引腳與鍵盤模塊(10)、顯示模塊(11)相互連接；鍵盤模塊(10)在充電前對充電模式、充電參數(shù)的設置或更改；顯示模塊(11)在充電前輔助設置充電模式、充電參數(shù)，并在充電過程中顯示充電電壓、充電電流、電池溫度、電池電量參數(shù)。
[0024]作為對本技術方案的進一步改進，所述的充電控制器(I)通過功能引腳與溫控模塊(12)相互連接，充電控制器(I)通過溫控模塊(12)在電池充放電過程中對電池溫度進行控制。
[0025]作為對本技術方案的進一步改進，所述的人機界面控制器(2)通過功能引腳與實時時鐘模塊(13)相互連接，實時時鐘模塊(13)為電池在充電過程中提供時間基準，用于充電過程計時和故障時間的記錄。
【附圖說明】
[0026]附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本實用新型的實施例一起用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的限制。在附圖中:
[0027]圖1為本實用新型的系統(tǒng)結構示意圖；
[0028]圖2為本實用新型控制對象的邏輯順序不意圖；
[0029]圖3為充電控制器主要部分原理圖；
[0030]圖4為人機界面控制器主要部分原理圖；
[0031]圖5為脈沖充電驅動原理圖。
[0032]附圖標記說明:1 一充電控制器；2 —人機界面控制器；3 —兩類電壓檢測模塊；4 一電池溫度檢測模塊；5 —電池充電電流檢測模塊；6 —電池放電電流檢測模塊；7 —模擬量切換模塊；8 —放電脈沖模塊；9 —充電脈沖模塊；10 —鍵盤模塊；11 —顯不模塊；12 —溫控模塊；13 —實時時鐘模塊；14 一串口通信模塊。
【具體實施方式】
[0033]為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。本實用新型涵蓋任何由權利要求定義的在本實用新型的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法及方案。為了使公眾對本實用新型有更好的了解，在【具體實施方式】中對本實用新型的細節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細節(jié)部分，對于未描述的部分，均為本領域技術的常規(guī)技術。
[0034]本實用新型實施例提供了一種鉛酸電池脈沖充電控制系統(tǒng)及其工作過程，結構可以參考圖1、3-5，控制邏輯可參考圖2。
[0035]充電控制器1，基于飛思卡爾單片機M