一種蓄電池去硫化裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種蓄電池去硫化裝置和方法。它包括：中央處理單元、三相交流電源、交直流轉(zhuǎn)換單元、脈沖充電單元、脈沖放電單元、蓄電池電壓檢測單元、蓄電池溫度檢測單元、蓄電池單體電壓檢測單元和操作顯示單元，所述的三相交流電源、交直流轉(zhuǎn)換單元和脈沖充電單元依次連接，所述的脈沖充電單元、脈沖放電單元、蓄電池電壓檢測單元、蓄電池溫度檢測單元和蓄電池單體電壓檢測單元的一端均連接中央處理單元，另一端均連接蓄電池，所述的操作顯示單元連接中央處理單元。本發(fā)明的有益效果是：從而不受蓄電池極化影響達(dá)到更好的修復(fù)效果，并且減少修復(fù)過程中氣體析出對極板的沖刷，有效保護(hù)蓄電池。
【專利說明】一種蓄電池去硫化裝置和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鉛酸蓄電池相關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是指一種蓄電池去硫化裝置和方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在極板上生成白色堅硬的硫酸鉛結(jié)晶，充電時又非常難于轉(zhuǎn)化為活性物質(zhì)的硫酸 鉛，這就是硫酸鹽化，簡稱為"硫化"。生成這種硫酸鉛的原因是過放電或放電后長期放置 時，硫酸鉛微粒在電解液中溶解，呈飽和狀態(tài)，這些硫酸鉛在溫度低時重新結(jié)晶，而在結(jié)晶 成硫酸鉛時析出。這樣在一度析出的粒子上一次又一次地因溫度變動而生長、發(fā)展，使結(jié)晶 粒增大。這種硫酸的導(dǎo)電性不良、電阻大，溶解度和溶解速度又很小，充電時恢復(fù)困難。因 而成為容量降低和壽命縮短的原因。
[0003] 目前，常用的去硫化方式為淺循環(huán)大電流充電法和化學(xué)修復(fù)方法。淺循環(huán)大電流 充電法用過充電析出氣體對極板表面輕微硫化鹽沖刷，使其脫附溶解并轉(zhuǎn)化為活性物質(zhì)。 此法的特點(diǎn)：對于輕微硫化可以明顯修復(fù)。但對于老電池不適用，因為在析出氣體沖刷硫酸 鹽的同時也對正極板的活性物產(chǎn)生強(qiáng)烈沖刷，使活性物質(zhì)變軟甚至脫落?；瘜W(xué)修復(fù)方法是 加入這些硫酸鹽的配位摻雜劑，可與很多金屬離子，包括硫化鹽形成配位化合物。形成的化 合物在酸性介質(zhì)中是不穩(wěn)定的，不導(dǎo)電的硫化層將逐步溶解返回到溶液中，使極板硫化脫 附溶解。此法的特點(diǎn)：太繁瑣，成本太高，增加電池內(nèi)阻，并且還改變了電解液的原結(jié)構(gòu)，修 復(fù)后的使用期較短。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在上述的不足，提供了一種修復(fù)效果好且保護(hù)蓄 電池的蓄電池去硫化裝置和方法。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0006] 一種蓄電池去硫化裝置，包括：中央處理單元、三相交流電源、交直流轉(zhuǎn)換單元、脈 沖充電單元、脈沖放電單元、蓄電池電壓檢測單元、蓄電池溫度檢測單元、蓄電池單體電壓 檢測單元和操作顯示單元，所述的三相交流電源、交直流轉(zhuǎn)換單元和脈沖充電單元依次連 接，所述的脈沖充電單元、脈沖放電單元、蓄電池電壓檢測單元、蓄電池溫度檢測單元和蓄 電池單體電壓檢測單元的一端均連接中央處理單元，另一端均連接蓄電池，所述的操作顯 示單元連接中央處理單元。
[0007] 根據(jù)馬斯三定律可知：在充電過程中當(dāng)充電電流接近蓄電池固有的微量析出氣體 充電曲線時，適時的對蓄電池進(jìn)行反向大電流瞬間放電，可以消除電池的極化現(xiàn)象。所以， 使用該裝置，在修復(fù)過程中選擇施加交替的脈沖充電電流和脈沖放電電流可以消除蓄電池 在修復(fù)過程中的極化現(xiàn)象，使蓄電池內(nèi)部通過的脈沖電流更接近裝置施加給蓄電池的脈沖 電流，從而不受蓄電池極化影響達(dá)到更好的修復(fù)效果，并且減少修復(fù)過程中氣體析出對極 板的沖刷，有效保護(hù)蓄電池。
[0008] 作為優(yōu)選，還包括裝置保護(hù)單元，所述的裝置保護(hù)單元連接中央處理單元。能夠?qū)?整個裝置進(jìn)行保護(hù)。
[0009] 作為優(yōu)選，還包括蓄電池保護(hù)單元，所述的蓄電池保護(hù)單元連接在中央處理單元 與蓄電池之間。避免蓄電溫度過高和電壓過高對蓄電池造成損壞。
[0010] 作為優(yōu)選，還包括報警單元，所述的報警單元連接中央處理單元。及時報警來提醒 操作人員采取措施保護(hù)裝置的安全。
[0011] 基于一種蓄電池去硫化裝置的一種蓄電池去硫化方法，、在蓄電池兩端施加交替 的參數(shù)可變的脈沖充電電流和脈沖放電電流，具體操作步驟如下：
[0012] (5)修復(fù)前對蓄電池充滿電，對蓄電池進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)5小時放電率的連續(xù)放電，得到蓄 電池接入負(fù)載時的最商穩(wěn)定電壓；
[0013] (6)以得到的最高穩(wěn)定電壓為標(biāo)準(zhǔn)，自動調(diào)節(jié)脈沖充電電流和脈沖放電電流對蓄 電池進(jìn)行修復(fù)，整個過程脈沖放電電流作用大于脈沖充電電流作用，為放電修復(fù)過程，當(dāng)蓄 電池電壓低于接入負(fù)載的最高穩(wěn)定電壓IV時，結(jié)束此放電修復(fù)過程；
[0014] (7)啟動充電修復(fù)過程，即在蓄電池電壓低于接入負(fù)載時的最高穩(wěn)定電壓IV時， 自動調(diào)節(jié)脈沖充電電流和脈沖放電電流，脈沖充電電流作用大于脈沖放電電流的作用，此 過程整體為充電修復(fù)過程，當(dāng)蓄電池電壓達(dá)到接入負(fù)載的最高穩(wěn)定電壓時，結(jié)束此充電修 復(fù)過程；
[0015] (8)重復(fù)步驟（2)和步驟（3)的過程，當(dāng)前一個充電修復(fù)過程充進(jìn)蓄電池的電量基 本等于后一個充電修復(fù)過程的時候，結(jié)束修復(fù)過程。
[0016] 作為優(yōu)選，在步驟（1)中，中央處理單元向脈沖放電單元發(fā)送連續(xù)電流放電指令， 讓脈沖放電單元以標(biāo)準(zhǔn)5小時放電率對蓄電池電壓進(jìn)行放電直至蓄電池達(dá)到一個穩(wěn)定的 電壓值，該電壓值為蓄電池充滿電時的負(fù)載電壓，并記錄該電壓值為nV。
[0017] 作為優(yōu)選，在步驟⑶中，當(dāng)蓄電池電壓再次達(dá)到接入負(fù)載的最高穩(wěn)定電壓時，記 錄此階段共充進(jìn)蓄電池的電量xAh;同時，在步驟（4)中，通過脈沖充電電流和脈沖放電電 流對蓄電池的作用，蓄電池的硫化程度越來越低，蓄電池蓄電能力越來越強(qiáng)，每個充電修復(fù) 階段的X值越來越大，直至前后兩個階段的X值不再有變化，記錄此X值為y，則最后一次循 環(huán)脈沖充電階段充進(jìn)蓄電池的電量為yAH，結(jié)束修復(fù)循環(huán)過程。
[0018] 作為優(yōu)選，在步驟（4)之后，增加步驟（5)，中央處理單元向脈沖充電單元發(fā)送連 續(xù)充電指令，脈沖充電單元對蓄電池進(jìn)行充電直至蓄電池充滿，并記錄充進(jìn)蓄電池的電量 mAh,中央處理單元對x，y，m三個數(shù)值進(jìn)行處理，即數(shù)學(xué)公式為：（y-x+m) Ah得到修復(fù)結(jié)束時 此蓄電池蓄電量比未修復(fù)提高了多少安時，并顯示在操作界面。
[0019] 作為優(yōu)選，在步驟（2)和步驟（3)中，若蓄電池溫度檢測單元檢測到的蓄電池溫度 過高，或者蓄電池單體電壓檢測單元檢測到的蓄電池電壓過高，蓄電池保護(hù)單元對蓄電池 進(jìn)行保護(hù)，同時通過裝置保護(hù)單元對整個裝置進(jìn)行保護(hù)，另外通過報警單元進(jìn)行報警處理， 并在操作顯示單元進(jìn)行顯示。
[0020] 本發(fā)明的有益效果是：在修復(fù)過程中選擇施加交替的脈沖充電電流和脈沖放電電 流可以消除蓄電池在修復(fù)過程中的極化現(xiàn)象，使蓄電池內(nèi)部通過的脈沖電流更接近裝置施 加給蓄電池的脈沖電流，從而不受蓄電池極化影響達(dá)到更好的修復(fù)效果，并且減少修復(fù)過 程中氣體析出對極板的沖刷，有效保護(hù)蓄電池。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
[0022] 圖中：1.中央處理單元，2.三相交流電源，3.交直流轉(zhuǎn)換單元，4.脈沖充電單元， 5.脈沖放電單元，6.蓄電池電壓檢測單元，7.蓄電池溫度檢測單元，8.蓄電池單體電壓檢 測單元，9.操作顯示單元，10.裝置保護(hù)單元，11.蓄電池保護(hù)單元，12.報警單元。

【具體實施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。
[0024] 如圖1所述的實施例中，一種蓄電池去硫化裝置，包括：中央處理單元1、三相交流 電源2、交直流轉(zhuǎn)換單元3、脈沖充電單元4、脈沖放電單元5、蓄電池電壓檢測單元6、蓄電池 溫度檢測單元7、蓄電池單體電壓檢測單元8、操作顯示單元9、裝置保護(hù)單元10、蓄電池保 護(hù)單元11和報警單元12,三相交流電源2、交直流轉(zhuǎn)換單元3和脈沖充電單元4依次連接， 脈沖充電單元4、脈沖放電單元5、蓄電池電壓檢測單元6、蓄電池溫度檢測單元7和蓄電池 單體電壓檢測單元8的一端均連接中央處理單元1，另一端均連接蓄電池，操作顯示單元9、 裝置保護(hù)單元10和報警單元12連接中央處理單元1，蓄電池保護(hù)單元11連接在中央處理 單元1與蓄電池之間。
[0025] 基于一種蓄電池去硫化裝置的一種蓄電池去硫化方法，在蓄電池兩端施加交替的 參數(shù)可變的脈沖充電電流和脈沖放電電流，具體操作步驟如下：
[0026] (1)修復(fù)前對蓄電池充滿電，對蓄電池進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)5小時放電率的連續(xù)放電，得到蓄 電池接入負(fù)載時的最高穩(wěn)定電壓；即：中央處理單元1向脈沖放電單元發(fā)送連續(xù)電流放電 指令，讓脈沖放電單元5以標(biāo)準(zhǔn)5小時放電率對蓄電池電壓進(jìn)行放電直至蓄電池達(dá)到一個 穩(wěn)定的電壓值，該電壓值為蓄電池充滿電時的負(fù)載電壓，并記錄該電壓值為nV ;
[0027] (2)以得到的最高穩(wěn)定電壓為標(biāo)準(zhǔn)，自動調(diào)節(jié)脈沖充電電流和脈沖放電電流對蓄 電池進(jìn)行修復(fù)，整個過程脈沖放電電流作用大于脈沖充電電流作用，為放電修復(fù)過程，當(dāng)蓄 電池電壓低于接入負(fù)載的最高穩(wěn)定電壓IV時，結(jié)束此放電修復(fù)過程；
[0028] (3)啟動充電修復(fù)過程，即在蓄電池電壓低于接入負(fù)載時的最高穩(wěn)定電壓IV時， 自動調(diào)節(jié)脈沖充電電流和脈沖放電電流，脈沖充電電流作用大于脈沖放電電流的作用，此 過程整體為充電修復(fù)過程，當(dāng)蓄電池電壓達(dá)到接入負(fù)載的最高穩(wěn)定電壓時，記錄此階段共 充進(jìn)蓄電池的電量xAh，結(jié)束此充電修復(fù)過程；
[0029] (4)重復(fù)步驟（2)和步驟（3)的過程，當(dāng)前一個充電修復(fù)過程充進(jìn)蓄電池的電量基 本等于后一個充電修復(fù)過程的時候，結(jié)束修復(fù)過程；即：通過脈沖充電電流和脈沖放電電 流對蓄電池的作用，蓄電池的硫化程度越來越低，蓄電池蓄電能力越來越強(qiáng)，每個充電修復(fù) 階段的X值越來越大，直至前后兩個階段的X值不再有變化，記錄此X值為y，則最后一次循 環(huán)脈沖充電階段充進(jìn)蓄電池的電量為yAH，結(jié)束修復(fù)循環(huán)過程；
[0030] (5)中央處理單元1向脈沖充電單元4發(fā)送連續(xù)充電指令，脈沖充電單元4對蓄電 池進(jìn)行充電直至蓄電池充滿，并記錄充進(jìn)蓄電池的電量mAh,中央處理單元對x，y, m三個數(shù) 值進(jìn)行處理，既數(shù)學(xué)公式為：(y-x+m)Ah得到修結(jié)束時此蓄電池蓄電量比未修復(fù)提高了多 少安時，并顯示在操作界面。
[0031] 其中：在步驟⑵和步驟⑶中，若蓄電池溫度檢測單元7檢測到的蓄電池溫度過 高，或者蓄電池單體電壓檢測單元8檢測到的蓄電池電壓過高，蓄電池保護(hù)單元11對蓄電 池進(jìn)行保護(hù)，同時通過裝置保護(hù)單元10對整個裝置進(jìn)行保護(hù)，另外通過報警單元12進(jìn)行報 警處理，并在操作顯示單元9進(jìn)行顯示。
[0032] 本方法是在蓄電池滿蓄電池的狀態(tài)下施加交替的脈沖充電電流和脈沖放電電流 對蓄電池進(jìn)行修復(fù)，使蓄電池在滿電狀態(tài)下蓄電池電壓小范圍內(nèi)的波動。其優(yōu)點(diǎn)在于：蓄電 池因為硫化作用充電時電壓迅速升高達(dá)到蓄電池充電最高允許電壓，不能繼續(xù)充電，蓄電 池內(nèi)部含有大量的硫酸鉛晶體不能參與反應(yīng)。此時對蓄電池施加脈沖電流可以使脈沖電流 更好的作用于已經(jīng)結(jié)晶化的硫酸鉛晶體上，從而更有效的對蓄電池進(jìn)行修復(fù)。根據(jù)馬斯三 定律可知：在充電過程中當(dāng)充電電流接近蓄電池固有的微量析出氣體充電曲線時，適時的 對蓄電池進(jìn)行反向大電流瞬間放電，可以消除電池的極化現(xiàn)象。所以在修復(fù)過程中選擇施 加交替的脈沖充電電流和脈沖放電電流可以消除蓄電池在修復(fù)過程中的極化現(xiàn)象，使蓄電 池內(nèi)部通過的脈沖電流更接近裝置施加給蓄電池的脈沖電流，從而不受蓄電池極化影響達(dá) 到更好的修復(fù)效果，并且減少修復(fù)過程中氣體析出對極板的沖刷，有效保護(hù)蓄電池。
【權(quán)利要求】
1. 一種蓄電池去硫化裝置，其特征是，包括：中央處理單元（1)、三相交流電源（2)、交 直流轉(zhuǎn)換單元（3)、脈沖充電單元（4)、脈沖放電單元（5)、蓄電池電壓檢測單元（6)、蓄電池 溫度檢測單元（7)、蓄電池單體電壓檢測單元（8)和操作顯示單元（9)，所述的三相交流電 源（2)、交直流轉(zhuǎn)換單元（3)和脈沖充電單元（4)依次連接，所述的脈沖充電單元（4)、脈沖 放電單元（5)、蓄電池電壓檢測單元（6)、蓄電池溫度檢測單元（7)和蓄電池單體電壓檢測 單元（8)的一端均連接中央處理單元（1)，另一端均連接蓄電池，所述的操作顯示單元（9) 連接中央處理單元（1)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蓄電池去硫化裝置，其特征是，還包括裝置保護(hù)單元 (10)，所述的裝置保護(hù)單元（10)連接中央處理單元（1)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蓄電池去硫化裝置和方法，其特征是，還包括蓄電池保 護(hù)單元（11)，所述的蓄電池保護(hù)單元（11)連接在中央處理單元（1)與蓄電池之間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種蓄電池去硫化裝置和方法，其特征是，還包括報 警單元（12)，所述的報警單元（12)連接中央處理單元（1)。
5. 基于一種蓄電池去硫化裝置的一種蓄電池去硫化方法，其特征是，在蓄電池兩端施 加交替的參數(shù)可變的脈沖充電電流和脈沖放電電流，具體操作步驟如下： (1) 修復(fù)前對蓄電池充滿電，對蓄電池進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)5小時放電率的連續(xù)放電，得到蓄電池 接入負(fù)載時的最高穩(wěn)定電壓； (2) 以得到的最高穩(wěn)定電壓為標(biāo)準(zhǔn)，自動調(diào)節(jié)脈沖充電電流和脈沖放電電流對蓄電池 進(jìn)行修復(fù)，整個過程脈沖放電電流作用大于脈沖充電電流作用，為放電修復(fù)過程，當(dāng)蓄電池 電壓低于接入負(fù)載的最高穩(wěn)定電壓IV時，結(jié)束此放電修復(fù)過程； (3) 啟動充電修復(fù)過程，即在蓄電池電壓低于接入負(fù)載時的最高穩(wěn)定電壓IV時，自動 調(diào)節(jié)脈沖充電電流和脈沖放電電流，脈沖充電電流作用大于脈沖放電電流的作用，此過程 整體為充電修復(fù)過程，當(dāng)蓄電池電壓達(dá)到接入負(fù)載的最高穩(wěn)定電壓時，結(jié)束此充電修復(fù)過 程； (4) 重復(fù)步驟（2)和步驟（3)的過程，當(dāng)前一個充電修復(fù)過程充進(jìn)蓄電池的電量基本等 于后一個充電修復(fù)過程的時候，結(jié)束修復(fù)過程。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種蓄電池去硫化方法，其特征是，在步驟（1)中，中央處理 單元（1)向脈沖放電單元發(fā)送連續(xù)電流放電指令，讓脈沖放電單元（5)以標(biāo)準(zhǔn)5小時放電 率對蓄電池電壓進(jìn)行放電直至蓄電池達(dá)到一個穩(wěn)定的電壓值，該電壓值為蓄電池充滿電時 的負(fù)載電壓，并記錄該電壓值為nV。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種蓄電池去硫化方法，其特征是，在步驟⑶中，當(dāng)蓄電池 電壓再次達(dá)到接入負(fù)載的最高穩(wěn)定電壓時，記錄此階段共充進(jìn)蓄電池的電量xAh;同時，在 步驟（4)中，通過脈沖充電電流和脈沖放電電流對蓄電池的作用，蓄電池的硫化程度越來 越低，蓄電池蓄電能力越來越強(qiáng)，每個充電修復(fù)階段的X值越來越大，直至前后兩個階段的 X值不再有變化，記錄此X值為y，則最后一次循環(huán)脈沖充電階段充進(jìn)蓄電池的電量為yAH， 結(jié)束修復(fù)循環(huán)過程。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種蓄電池去硫化方法，其特征是，在步驟⑷之后，增加步 驟（5)，中央處理單元（1)向脈沖充電單元（4)發(fā)送連續(xù)充電指令，脈沖充電單元（4)對蓄 電池進(jìn)行充電直至蓄電池充滿，并記錄充進(jìn)蓄電池的電量mAh,中央處理單元對x，y, m三個 數(shù)值進(jìn)行處理，即數(shù)學(xué)公式為：(y-x+m)Ah得到修復(fù)結(jié)束時此蓄電池蓄電量比未修復(fù)提高 了多少安時，并顯示在操作界面。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種蓄電池去硫化方法，其特征是，在步驟（2)和步驟（3) 中，若蓄電池溫度檢測單元（7)檢測到的蓄電池溫度過高，或者蓄電池單體電壓檢測單元 (8)檢測到的蓄電池電壓過高，蓄電池保護(hù)單元（11)對蓄電池進(jìn)行保護(hù)，同時通過裝置保 護(hù)單元（10)對整個裝置進(jìn)行保護(hù)，另外通過報警單元（12)進(jìn)行報警處理，并在操作顯示單 元（9)進(jìn)行顯示。
【文檔編號】H01M10/42GK104091971SQ201410250591
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月6日
【發(fā)明者】洪裕翔, 李濤, 張文維 申請人:上海匯菱自控設(shè)備有限公司