一種可干預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)領域】，具體為一種可干預充電模式的鉛酸電池管理儀（也稱護延神）。本發(fā)明根據(jù)電子學與電化學技術(shù)協(xié)同作用原理設計，由電源模塊、三端穩(wěn)壓器集成電路、運放集成電路、時鐘芯片、通信芯片、中央處理器等經(jīng)電路連接組成。本發(fā)明通過在線維護，顯著延長電池的使用壽命，尤其是對于因硫化而造成電池容量下降的舊電池可通過其智能修復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電池的容量。使用實踐結(jié)果表明，使用本發(fā)明后鉛酸蓄電池的容量和放電時間均得到不同程度的大幅提高，并能保持長時間的穩(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。
【專利說明】-種可干預充電模式的鉛酸電池管理儀
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明屬于鉛酸電池【技術(shù)領域】，具體涉及一種可干預充電模式的鉛酸電池管理 儀。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，國內(nèi)外采用充電技術(shù)對電池進行修復和維護的研究開始增多，但維護電 池實際應用的充電技術(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)的維護手段： (1)定期簡單的用萬用表測量一下各單體電池的開路電壓和充電電壓，以此來判斷電 池性能的好壞。
[0003] ( 2 )定期對蓄電池進行容量放電測試。
[0004] (3)定期采取均衡充電等過充電方式對電池進行維護。
[0005] (4)出現(xiàn)硫化的電池根據(jù)容量衰減程度不同，分別采取過充電法、反復充電法、水 療法等進行電池修復。
[0006] 上述電池維護修復手段雖各具其優(yōu)勢，但均需離線進行，且存在技術(shù)單一，適用面 比較窄等不足之處，而鉛酸電池應用范圍非常廣，電池使用過程面臨的問題也比較復雜。為 擴大電池維護修復的使用效果和適用范圍，本發(fā)明在融合相關技術(shù)的基礎上開發(fā)出一種更 合理的在線電池管理維護及修復的新裝置。
【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 衰減而實施的高效在線管理、維護及修復的裝置。
[0008] 對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 度對電池性能的影響，由此造成有些電池過充而有些電池又充電不足，從而更加劇了電池 的硫酸鹽化。針對傳統(tǒng)充電模式造成電池壽命過短的缺陷，本發(fā)明研發(fā)出一種集維護與修 復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 時受電能力的不同而自動調(diào)節(jié)充電機輸出的充電因子，使電池充入恰當而適合的電量，減 少電池發(fā)生欠充或過充的可能性，從而達到延長電池的使用壽命的目的。對于因硫化造成 電池容量下降的舊電池可以通過本發(fā)明所提供的合適的過充電量來逐步消除硫化而有效 恢復電池容量。根據(jù)各地區(qū)歷史氣溫的設置通過中央處理器指令，隨著季節(jié)的變化而干預 充電機對鉛酸蓄電池的充電參數(shù)，使其達到最佳的維護和修復效果。
[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 屬鉛作為負極活性物質(zhì)，電解質(zhì)在充電狀態(tài)下是相對密度為1. 28g/mL-l. 34g/mL或者質(zhì)量 分數(shù)為37%-45%的硫酸溶液，電池放電時兩個電極的活性物質(zhì)分別轉(zhuǎn)化為硫酸鉛，充電時， 反應向相反方向進行。
【權(quán)利要求】
1. 一種可干預充電模式的鉛酸電池管理儀，其特征在于包括：一個DC/DC電源模塊Ml， 一個三端穩(wěn)壓器集成電路IC6, 一個三端穩(wěn)壓器集成電路IC7, 一個運放集成電路IC3, 一個 時鐘芯片IC4, 一個通信芯片IC2，CPU集成電路IC1，一個三極管VI，一個繼電器J1，一個 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；時鐘芯片IC4與CPU集成電路IC1相連；運放集成電路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的正負極 連接；DC/DC電源模塊Ml輸入端與蓄電池的12V的正負極連接；CPU集成電路IC1設有一 仿真器的連接端口 P2,通信芯片IC2設有電腦連接端口 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； 運放集成電路IC3與其外圍電路構(gòu)成一電壓檢測電路；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知道當前蓄電池上的電壓是多少； 時鐘芯片IC4與其外圍電路構(gòu)成一時鐘電路，供CPU獲取當前日期及時間； 通信芯片IC2通過連接端口 P1與電腦連接，這樣可以通過電腦來讀取系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)， 也可以將指令寫入系統(tǒng)中去； 仿真器通過接仿真器連接端口 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，平時該腳處于低電平狀態(tài)；當該腳為高電 平狀態(tài)時，三極管VI由截止轉(zhuǎn)為導通，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，由閉合轉(zhuǎn)為開路狀態(tài)，從而使蓄電池與充電器之間斷開。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可干預充電模式的鉛酸電池管理儀，其特征在于工作過程 如下： 可干預充電模式的鉛酸電池管理儀通過連接在電池48V上的運放集成電路IC3,再連 接在CPU集成電路IC1上，CPU集成電路IC1中的軟件通過檢測到電池上的電壓，先由低往 高升起，經(jīng)過53V升至63V ;充電機判斷電池充滿電后停止工作，電壓開始由高往低下降經(jīng) 過55V，軟件判斷為一次充電機的充電過程結(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)出一個高電平去控制三極管VI，由截止轉(zhuǎn)為導通，引起J1繼電器吸合，輸出 12V電壓到常閉型接觸器上，使得接觸器觸點斷開，由閉合轉(zhuǎn)為開路狀態(tài)，斷開蓄電池與充 電器之間連接；然后經(jīng)過15秒后，CPU集成電路IC1發(fā)一個低電平去控制三極管VI，由導通 轉(zhuǎn)為截止，引起J1繼電器斷開，切斷12V電壓輸出到接觸器上，使得接觸器觸點閉合，由開 路轉(zhuǎn)為閉合狀態(tài)，蓄電池與充電器之間連接，這時充電器根據(jù)電池上電壓來判斷重新啟動 充電。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的可干預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，每次斷開閉合的次數(shù)不同，通斷一次代表充電機重新 啟動一次半小時左右的充電；不同季節(jié)溫度下的通斷次數(shù)是不同的，以上參數(shù)通過軟件人 工設定；這些參數(shù)依據(jù)長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】H02J7/00GK104242408SQ201410524072
【公開日】2014年12月24日 申請日期: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 申請人:上海錦鵬科技有限公司