本發(fā)明涉及鉛酸電池領(lǐng)域，尤其涉及一種鉛酸蓄電池電能回收方法及雙向電子開關(guān)。

背景技術(shù)：

鉛酸電池是一種電極主要由鉛及其氧化物制成，電解液是硫酸溶液的蓄電池。鉛酸電池放電狀態(tài)下，正極主要成分為二氧化鉛，負(fù)極主要成分為鉛；充電狀態(tài)下，正負(fù)極的主要成分均為硫酸鉛。當(dāng)連接在鉛酸電池上的二、三、四輪電動(dòng)車的電動(dòng)機(jī)(伺服電機(jī))減速或者剎車時(shí)，電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于發(fā)電機(jī)，會(huì)產(chǎn)生反向的脈沖波，不僅會(huì)對電池本身造成損傷還造成了大量能量的浪費(fèi)。現(xiàn)有技術(shù)中的鉛酸蓄電池都是直接與電動(dòng)機(jī)電連接，在使用過程中造成了大量的能量浪費(fèi)，同時(shí)產(chǎn)生的反向脈沖波對鉛酸電池造成損傷，減少了鉛酸電池的使用壽命?，F(xiàn)有技術(shù)中缺少針對鉛酸電池產(chǎn)生反向脈沖時(shí)的電能回收裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠進(jìn)行回收電能并對鉛酸蓄電池進(jìn)行有效保護(hù)的鉛酸蓄電池電能回收裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種鉛酸蓄電池電能回收裝置，包括兩個(gè)電容和雙向電子開關(guān)，所述兩個(gè)電容和雙向電子開關(guān)分別串聯(lián)連接，所述兩個(gè)電容用于和兩組鉛酸蓄電池并聯(lián)，每個(gè)電容連接一組鉛酸蓄電池；所述雙向電子開關(guān)被設(shè)置為當(dāng)電容連接的鉛酸蓄電池充電或放電時(shí)通過雙向電子開關(guān)將電容的兩端與鉛酸蓄電池接通；當(dāng)電容連接的鉛酸蓄電池處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)通過雙向電子開關(guān)將電容與鉛酸蓄電池?cái)嚅_。

進(jìn)一步的，所述電容為超級電容。

進(jìn)一步的，所述電容的容量大于10000μF。

進(jìn)一步的，所述雙向電子開關(guān)包括第一場效應(yīng)晶體管、第二場效應(yīng)晶體管和電阻，所述第一場效應(yīng)晶體管、第二場效應(yīng)晶體管和電阻并聯(lián)電連接，所述第一場效應(yīng)晶體管包括第一源極、第一柵極和第一漏極，所述第二場效應(yīng)晶體管包括第二源極、第二柵極和第二漏極，所述第一漏極用于連接電池正極，所述第一源極和第二源極電連接，所述第一柵極和第二柵極電連接，所述第二漏極用于連接電容正極。

采用上述結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明有益效果為：

(1)本發(fā)明中的電容和鉛酸蓄電池并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了電容先于電池放電的作用，保護(hù)電池免受瞬間電流突變造成的損傷，能夠有效的延長電池壽命。

(2)本發(fā)明中設(shè)置有2個(gè)電容分別對2組電池起作用，減小了電容耐壓要求。

(3)本發(fā)明能夠在產(chǎn)生反向脈沖時(shí)，電容能夠回收反向脈沖能量，一方面電容有效的保護(hù)電池避免電池因脈沖造成損傷，另一方面在連接電池的電動(dòng)機(jī)剎車或者減速時(shí)候存儲(chǔ)在電容內(nèi)部的電量在電動(dòng)機(jī)再次工作時(shí)以直流的釋放到電動(dòng)機(jī)上，從而達(dá)到電能回收的目的。

(4)本發(fā)明通過在放電/充電/反向脈沖進(jìn)入時(shí)通過雙向電子開關(guān)調(diào)節(jié)2個(gè)電池組，使得至少一個(gè)電容有作用，延長電容壽命。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明中的雙向電子開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

參看圖1和圖2，本具體實(shí)施方式披露了一種鉛酸蓄電池電能回收裝置，包括兩個(gè)電容和雙向電子開關(guān)。參看圖1，兩個(gè)電容和雙向電子開關(guān)分別串聯(lián)連接，兩個(gè)電容用于和兩組鉛酸蓄電池并聯(lián)，每個(gè)電容連接一組鉛酸蓄電池?？尚械模U酸蓄電池為12V鉛酸蓄電池，兩組電容通過雙向電子開關(guān)分別接入到兩組12V(或24V、36V)鉛酸蓄電池上，當(dāng)鉛酸蓄電池處于工作狀態(tài)，雙向電子開關(guān)雙向交替導(dǎo)通，當(dāng)鉛酸蓄電池處于靜止?fàn)顟B(tài)，雙向電子開關(guān)雙向截止。

當(dāng)鉛酸蓄電池充電或放電時(shí)通過雙向電子開關(guān)將電容的兩端與鉛酸蓄電池接通。當(dāng)鉛酸蓄電池處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)通過雙向電子開關(guān)將電容與鉛酸蓄電池?cái)嚅_。其中，當(dāng)鉛酸蓄電池連接的二、三、四輪電動(dòng)車的電動(dòng)機(jī)(伺服電機(jī))剎車或者減速時(shí)，電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于一個(gè)發(fā)電機(jī)，電動(dòng)機(jī)會(huì)向鉛酸蓄電池產(chǎn)生反向的脈沖，此時(shí)由于鉛酸蓄電池連接在電容上，而電容的阻抗比較小，脈沖會(huì)優(yōu)先流向電容，從而避免了反向脈沖波對鉛酸蓄電池造成損傷。同時(shí)電容在反向脈沖的作用下充電，當(dāng)電動(dòng)機(jī)再次工作時(shí)候，存儲(chǔ)的電量可以以直流的形式釋放給電動(dòng)機(jī)，從而充分利用了反向脈沖的能量達(dá)到了電能回收的效果。通過在放電/充電/反向脈沖進(jìn)入時(shí)通過雙向電子開關(guān)調(diào)節(jié)2個(gè)電池組，使得至少一個(gè)電池有作用，延長電容壽命。并且電容對鉛酸蓄電池的充電過程為交流脈沖充電過程，通過雙向電子開關(guān)產(chǎn)生的正負(fù)開關(guān)脈沖使得電池在充電時(shí)能夠產(chǎn)生脈沖充電波，從而對電池起到保養(yǎng)作用。雙向電子開關(guān)控制進(jìn)入兩個(gè)電容的波形為相反的方向，從而確保兩個(gè)電容交替工作。使得兩組電池的電化學(xué)性能保持在平衡狀態(tài)延長電池壽命。并且電容對鉛酸蓄電池的充電過程為交流脈沖充電過程，通過雙向電子開關(guān)產(chǎn)生的正負(fù)開關(guān)脈沖使得電池在充電時(shí)電容能夠吸收脈沖充電波，從而對電池起到保養(yǎng)作用。

可行的，在本具體實(shí)施方式中，電容為超級電容，電容的容量選擇大于10000μF的超級電容。

參看圖2，是雙向電子開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖，包括第一場效應(yīng)晶體管1、第二場效應(yīng)晶體管2和電阻3，第一場效應(yīng)晶體管1、第二場效應(yīng)晶體管2和電阻3并聯(lián)電連接。第一場效應(yīng)晶體管1包括第一源極11、第一柵極12和第一漏極13，第二場效應(yīng)晶體管2包括第二源極21、第二柵極22和第二漏極23。第一漏極13用于連接電池正極，第一源極11和第二源極21電連接，第一柵極12和第二柵極22電連接，第二漏極23用于連接電容正極?？尚械?，第一場效應(yīng)晶體管1和第二場效應(yīng)晶體管2反向串聯(lián)，這是由于場效應(yīng)管的源極和漏極之間有一個(gè)不可控的體二極管，通過將第一場效應(yīng)晶體管1和第二場效應(yīng)晶體管2串聯(lián)能夠克服體二極管的影響。

當(dāng)?shù)谝粓鲂?yīng)晶體管1和第二場效應(yīng)晶體管2各自的第一柵極12和第二柵極22電連接與第一源極11和第二源極21電位差較高時(shí)即大于開通電壓，第一場效應(yīng)晶體管1的第一源極11和第一漏極13之間雙向?qū)?，第二場效?yīng)晶體管2的第二柵極22與第二漏極23之間雙向?qū)?，此時(shí)鉛酸電池的正極與電容的正極雙向?qū)?。?dāng)?shù)谝粬艠O12與第一源極11電位差較低時(shí)即小于開通電壓，第一源極11和第一漏極13之間截止，第二柵極22和第二源極21電位差較低時(shí)即小于開通電壓，第二源極21和第二漏極23之間截止?？尚械?，通過在第一源極11和第二源極21設(shè)置一連接點(diǎn)，這樣第一場效應(yīng)晶體管1和第二場效應(yīng)晶體管2即構(gòu)成雙向電子開關(guān)。能夠使電容接入鉛酸蓄電池實(shí)現(xiàn)雙向控制。

在本發(fā)明的另一具體實(shí)施方式中，雙向電子開關(guān)與鉛酸蓄電池之間可電連接有一個(gè)具有電壓識(shí)別功能的單片機(jī)，通過識(shí)別鉛酸電池的工作電壓控制雙向電子開關(guān)的電壓。單片機(jī)采用雙通道的單片機(jī)，其中每個(gè)通道與一個(gè)電容連接，通過單片機(jī)控制交替使用2個(gè)電容，使得電容的使用壽命得到延長。

以上所述，僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案所做的其它修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。