一種鉛蓄電池用的修復(fù)充電儀及其修復(fù)充電方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鉛蓄電池用的修復(fù)充電儀，包括控制模塊、充電模塊、選擇開關(guān)以及外殼；所述選擇開關(guān)設(shè)置在外殼外部，其設(shè)置為n檔，各檔的信號端連接控制模塊，n為正整數(shù)；充電模塊的控制端連接控制模塊，使用時其電源線連接鉛蓄電池兩端；控制模塊控制對鉛蓄電池的修復(fù)充電過程；其中充電過程至少設(shè)置兩段不同強度的電流，并且選擇開關(guān)每檔對應(yīng)的充電量額定為1.5～3.0C/Ah；所述充電儀可增加設(shè)置放電模塊，放電模塊的控制端連接控制模塊，使用時其電源線連接鉛蓄電池兩端；所述充電儀通過選擇開關(guān)的檔位選擇，對鉛蓄電池實現(xiàn)修復(fù)用的額定電量充電。本發(fā)明還公開了一種對鉛蓄電池進行修復(fù)充電的方法。
【專利說明】
一種鉛蓄電池用的修復(fù)充電儀及其修復(fù)充電方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及蓄電池修復(fù)領(lǐng)域，特別涉及一種鉛蓄電池用的修復(fù)充電儀及修復(fù)鉛蓄電池容量的充電方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鉛蓄電池簡稱蓄電池，在電動牽引車、車船起動、通信機站、儲能等大功率/大容量領(lǐng)域占據(jù)絕對統(tǒng)治地位，但鉛蓄電池又具有使用壽命短、容易提前報廢的缺陷，據(jù)2015年統(tǒng)計，我國鉛蓄電池的生產(chǎn)功率數(shù)達到2萬萬KVAh，僅電動自行車每年廢棄更換的電池數(shù)量就超過8億只，為此修復(fù)鉛蓄電池成為新興行業(yè)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，有多種對鉛蓄電池進行修復(fù)的方法，包括富液補充充電、正/負脈沖充電、多階段式智能充電、高溫擱置法等，這類修復(fù)方法需要對不同容量衰減狀態(tài)的電池作不同的充電技術(shù)處理，需要修復(fù)人員具有較豐富的技術(shù)經(jīng)驗;近年由于功能高分子材料技術(shù)的發(fā)展，市場出現(xiàn)了多種蓄電池修復(fù)專用的功能材料，深刻地改變了蓄電池傳統(tǒng)修復(fù)的技術(shù)原理，進而影響到鉛蓄電池修復(fù)的充電方法。例如正極活性物質(zhì)融出，行業(yè)以往推薦高溫擱置法，一般需要把鉛蓄電池擱置在75?85°C溫度環(huán)境48?72h，再用小電流充電使正極得予修復(fù)，但市場新出現(xiàn)的一些功能高分子添加劑，可使硫酸鉛/ 二氧化鉛在氧化/還原的充放電過程中實現(xiàn)晶格導(dǎo)帶的結(jié)晶重組，并且恢復(fù)正極容量不再限于使用小電流充電；又如負極活性物質(zhì)的硫酸鉛結(jié)晶鹽化，行業(yè)近年推薦脈沖充電法，需要使用專門設(shè)計的脈沖充電機，但市場新出現(xiàn)的一些功能高分子添加劑，可助電解液直接滲透鹽化的硫酸鉛結(jié)晶體內(nèi)部，恢復(fù)負極受電能力，通過一定電量的補充電可使負極得予修復(fù)。
[0004]總體而言，目前市場在應(yīng)用功能高分子材料的技術(shù)基礎(chǔ)上，對鉛蓄電池整體修復(fù)的效果已相對理想，行業(yè)普遍需要提高工業(yè)修復(fù)效率。出于這種新市場的原因，市場十分需要一種以鉛蓄電池修復(fù)為使用目標的自動充放電設(shè)備。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中已有的充電機或充放電機的產(chǎn)品系列大致可分為4類:
[0006]I )、固化充電程序、但充電量非額定的充電機，這類充電機多見諸于電動車電池或手機電池的充電器，特點為充電末期設(shè)置為恒定電壓(或最后“均充”之前設(shè)置為恒定電壓)，對蓄電池的恒定電壓充電并非額定電量；
[0007]2)、人工設(shè)置充電或放電數(shù)據(jù)的充放電機，這類充放電機多見諸于高端儀器，雖設(shè)置有充電和放電功能，但使用時需要人工設(shè)置充電或放電數(shù)據(jù)；
[0008]3)、編程的充放電機，這類充放電機多見諸于高端儀器和工業(yè)用，雖設(shè)置有充電和放電功能，但使用時需要編程，充放電程序并非在內(nèi)部控制系統(tǒng)固化；
[0009]4)、智能化的充放電機，例如中國發(fā)明專利ZL2012102579452等公開的技術(shù)文獻中，提及一類通過對蓄電池放電取得數(shù)據(jù)而決定充電量和充電方式的智能化技術(shù)方案，雖然其充電和放電屬編程固化，但程序的剩充電量并非額定。
[0010]上述4類市場上現(xiàn)有的充電機或充放電機均不適合作為蓄電池修復(fù)使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于克服已有的充電機或充放電機均不適合作為蓄電池修復(fù)使用的缺陷，從而提供一種能夠?qū)︺U蓄電池進行有效修復(fù)的充電儀。
[0012]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種鉛蓄電池用的修復(fù)充電儀，包括:控制模塊
1、充電模塊3、選擇開關(guān)8以及外殼4;其中，所述選擇開關(guān)8設(shè)置在外殼4的外部，其設(shè)置為η檔，η為多I的正整數(shù)，選擇開關(guān)8各檔的信號端分別連接控制模塊I;所述充電模塊3的控制端連接所述的控制模塊I，使用時充電模塊3的電源輸出端連接外部待修復(fù)的鉛蓄電池6的兩端;所述選擇開關(guān)8用于選擇控制模塊I內(nèi)貯的控制程序;所述控制模塊I用于控制充電模塊3對外部鉛蓄電池6的修復(fù)充電過程，該充電過程至少設(shè)置兩段不同強度的電流，并且由選擇開關(guān)8選定并由控制模塊I控制的充電量額定，該充電量的額定范圍為1.5?3.0C/Ah;所述充電儀通過對選擇開關(guān)8的檔位選擇，對所述鉛蓄電池6實現(xiàn)修復(fù)用的額定充電量選擇充電。
[0013]上述技術(shù)方案中，所述充電儀的控制模塊I所控制的修復(fù)充電過程為分階段充電，所述分階段充電包括充電前期的恒定電流充電和充電后期的分階降流充電，以及包括選擇性設(shè)置充電過程中電流強度的大小交替變換和充電電流強度為O的靜置過程。所述的選擇性設(shè)置，包括設(shè)置或不設(shè)置。
[0014]上述技術(shù)方案中，所述的充電儀還包括溫度傳感器5;所述溫度傳感器5設(shè)置在所述外殼4的外部，其信號端連接控制模塊I;所述控制模塊I接收溫度傳感器5輸入的環(huán)境溫度數(shù)據(jù)，控制充電模塊3對鉛蓄電池6的補償充電量。
[0015]上述技術(shù)方案中，所述的充電儀還包括放電模塊2;放電模塊2的控制端連接所述的控制模塊I，使用時放電模塊2的電源輸出端連接所述鉛蓄電池6的兩端;放電模塊2用于控制模塊I對所述鉛蓄電池6實現(xiàn)放電過程。
[0016]所述控制模塊I所控制對鉛蓄電池6的放電過程，包括在充電過程中至少間隔設(shè)置一次放電，而且無論設(shè)置多少次放電，充電量和放電量合計的剩充電量同樣額定，該剩充電量同樣額定范圍為1.5?3.0C/Ah;所述的放電過程，每次連續(xù)放電的電量取值范圍為0.001?0.5C/Ah，放電的電流強度取值范圍為0.05?3.0C/A。所述充電過程中設(shè)置的放電過程，包括恒流或非恒流的連續(xù)放電或脈沖放電方式。
[0017]所述控制模塊I所控制對所述鉛蓄電池6的放電過程還包括:在控制模塊I控制起始充電之前設(shè)置深放電，所述深放電的放電深度達到用彡0.1C/A電流放電至鉛蓄電池6兩端電壓<1.0V/單格平均;其中，所述深放電采用下列任意一種方法實現(xiàn):一階段恒流放電法、多階段恒流放電法以及非穩(wěn)恒電流放電法。
[0018]所述控制模塊I所控制對所述鉛蓄電池6的放電過程還包括:在充電結(jié)束之后設(shè)置容量檢驗放電，所述容量檢驗放電的電流強度由該蓄電池6的行業(yè)技術(shù)檢驗標準確定。
[0019]上述技術(shù)方案中，所述充電儀的控制模塊I還包括對蓄電池的電壓監(jiān)測接口，所述電壓監(jiān)測接口的邏輯數(shù)據(jù)線內(nèi)部連接所述充電模塊3的電源輸出兩端，或在所述外殼4外部與所述鉛蓄電池6的正負極兩端連接；
[0020]由所述控制模塊I對鉛蓄電池6做電壓監(jiān)測，當所述充電模塊3對鉛蓄電池6充入
0.1?0.8C/Ah電量而所述鉛蓄電池6兩端電壓低于2.0V/單格平均，或當所述充電模塊3對鉛蓄電池充入1.0?2.0C/Ah電量而所述鉛蓄電池6兩端電壓低于2.5V/單格平均，充電儀自動停止工作。
[0021]上述技術(shù)方案中，還包括:顯示裝置7;所述顯示裝置7用于顯示充電儀的狀態(tài)信息;所述的顯示裝置7包括但不限于使用數(shù)碼顯示或色燈顯示。
[0022]本發(fā)明還提供了采用所述的充電儀對鉛蓄電池進行修復(fù)充電的方法，包括:
[0023]步驟I)、對待修復(fù)的鉛蓄電池做深放電，所述深放電的放電深度達到用S0.1C/A電流放電至鉛蓄電池6兩端電壓<1.0V/單格平均；
[0024]步驟2)、深放電結(jié)束后，開始分階段充電過程，在所述分階段充電過程至少設(shè)置兩段不同強度的電流，并在充電過程中至少間隔設(shè)置一次放電過程;而且充放電過程無論設(shè)置多少次充電和放電，充電量和放電量合計的剩充電量額定，該剩充電量的取值范圍為1.5?3.0C/Ah;其中，在所設(shè)置的放電過程中，每次連續(xù)放電的電量取值范圍為0.001?0.5C/Ah，放電的電流強度取值范圍為0.05?3.0C/A;
[0025]步驟3)、在分階段充電結(jié)束之后設(shè)置容量檢驗放電。
[0026]步驟4)、對經(jīng)過上述步驟充電仍容量不足的鉛蓄電池設(shè)置額定電量二次充電。
[0027]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0028]根據(jù)蓄電池修復(fù)市場出現(xiàn)的功能材料及其應(yīng)用效果，運用額定充電量及修復(fù)程序的大量經(jīng)驗集合而設(shè)計，可有效提高蓄電池的修復(fù)效率。
【附圖說明】
[0029]圖1是在一個實施例中本發(fā)明的鉛蓄電池用的修復(fù)充電儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2是另一個實施例中本發(fā)明的鉛蓄電池用的修復(fù)充電儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖3是又一個實施例中本發(fā)明的鉛蓄電池用的修復(fù)充電儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖4是一只6DZM失效電池恒流放電的電壓變動曲線圖；
[0033]圖5是對蓄電池實現(xiàn)深放電的流程示意圖；
[0034]圖6(a)是深放電的電壓變動趨勢示意曲線圖；
[0035]圖6(b)是深放電的電流變動趨勢示意曲線圖；
[0036]圖7是再一個實施例中本發(fā)明的鉛蓄電池用的修復(fù)充電儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖8是實施例4中的修復(fù)充放電I/T時序曲線圖；
[0038]圖9是實施例6中的修復(fù)充放電I/T時序曲線圖；
[0039]圖10是實施例7中的修復(fù)充放電I/T時序曲線圖。
[0040]附圖標識
[0041]1、控制模塊;2、放電模塊；3、充電模塊;4、外殼；
[0042]5、溫度傳感器；6、蓄電池;7、外部顯示裝置；8、選擇開關(guān)。
【具體實施方式】
[0043]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。
[0044]參考圖1，在一個實施例中，本發(fā)明的鉛蓄電池用的修復(fù)充電儀包括:控制模塊1、充電模塊3、選擇開關(guān)8以及外殼4;其中，選擇開關(guān)8設(shè)置在外殼4的外部，其設(shè)置為η檔，η為多I的正整數(shù)，各檔的信號端連接所述的控制模塊I;充電模塊3連接所述的控制模塊I，使用時充電模塊3的電源輸出端連接外部待修復(fù)的鉛蓄電池6的兩端;控制模塊I用于對充電過程進行控制，實現(xiàn)對鉛蓄電池6的修復(fù)。
[0045]充電模塊3用于向待修復(fù)的蓄電池6充電，充電模塊3在工作過程中，接收控制模塊I所發(fā)出的指令，并能夠根據(jù)該指令對蓄電池6執(zhí)行設(shè)定的充電操作，向控制模塊I返回完成本次充電的信號。
[0046]選擇開關(guān)8用于選擇控制模塊I中內(nèi)IC的控制程序，能夠通過檔位選擇，使控制模塊I輸出與不同檔位對應(yīng)的控制程序，從而控制充電模塊3對外部鉛蓄電池6充入額定電量。
[0047]在一個實施例中，本修復(fù)充電儀設(shè)計為電動自行車6DZM12、6DZM20、6DZM33系列蓄電池自動修復(fù)專用，充電模塊3按6DZM33充電所需的功率設(shè)計，控制模塊I內(nèi)貯有6DZM12/20/33三種規(guī)格蓄電池的修復(fù)充電程序，分別對應(yīng)選擇開關(guān)8的三個選擇檔，用戶使用該修復(fù)充電儀時，可通過檔位分別選擇不同額定電量的充放電程序，從而實現(xiàn)對三種規(guī)格蓄電池的自動修復(fù)充電。
[0048]所述控制模塊I對充電過程進行控制，實現(xiàn)對鉛蓄電池修復(fù)的充電方法包括:在充電過程至少設(shè)置兩段不同強度的電流，并且由選擇開關(guān)8選定并由控制模塊I控制的充電量額定，該充電量的額定范圍為I.5?3.0C/Ah;充電量關(guān)系到鉛蓄電池修復(fù)的效果，剩充電量過小不能激活待修復(fù)的鉛蓄電池，剩充電量過大又容易把鉛蓄電池充壞，尤其是因長期過充電引致極板活性物質(zhì)嚴重軟化失效的鉛蓄電池。
[0049]所述在充電過程至少設(shè)置兩段不同強度的電流，行業(yè)慣稱分階段充電，一般包括充電前期的恒定電流充電和充電后期的分階降流充電，以及選擇設(shè)置充電電流強度的大小交替變換;例如，充電前期的電流強度取值0.25C/A(其間選擇插入若干分鐘0.0I?0.1C/A的相對小電流)，末期充電電流強度取值0.05C/A。在充電過程中，還可以選擇設(shè)置充電電流強度為O的靜置過程。所述的C/Ah為所述鉛蓄電池6的標稱容量，所述C/A為鉛蓄電池6標稱容量值的電流強度。
[0050]參考圖2，在另一個實施例中，本發(fā)明充電儀還包括溫度傳感器5，控制模塊I根據(jù)溫度傳感器5輸入的溫度數(shù)據(jù)自動控制充電模塊3補償對蓄電池6的充電量。鉛蓄電池在25°C溫度的受充能力狀態(tài)較佳，當外部環(huán)境溫度高于25°C時，電化反應(yīng)程度加劇，需適當減少充電量;而當外部環(huán)境溫度低于25°C時，電化反應(yīng)程度變?nèi)酰柽m當增加充電量。所述控制模塊I控制充電模塊3對鉛蓄電池6補償充電量的一種優(yōu)選系數(shù)如下:當外部環(huán)境溫度高于250C時，平均每上升10C減少0.02C/Ah的充電量；當外部環(huán)境溫度低于25 V時，平均每下降I°C增加0.03C/Ah的充電量。在實際使用中，不一定需要對蓄電池6的充電量進行過細的連續(xù)補償，例如可以設(shè)計每變化:TC或5°C為一檔，對蓄電池6的充電量進行分檔級補償。
[0051]參考圖3，在另一個實施例中，本發(fā)明充電儀還包括放電模塊2;放電模塊2用于將待修復(fù)的蓄電池6中的電能釋放出去。該放電模塊2在工作過程中，接收控制模塊I所發(fā)出的指令，并能夠根據(jù)該指令對鉛蓄電池6執(zhí)行設(shè)定的放電操作，并向控制模塊I返回完成本次放電的信號。所述的放電，在行業(yè)中也通常稱為負充電。所述的放電模塊2可設(shè)置為獨立設(shè)備，也可與所述的充電儀一體化設(shè)計;在所述充電儀中增加設(shè)置放電模塊2，可增加一些重要的使用功能。
[0052]鉛蓄電池修復(fù)所需的充電量較大，充電過程容易發(fā)熱，間隔變換小電流充電或靜置一定時間(例如0.5?Ih)，特別是設(shè)置一定方式的淺放電(放出蓄電池部分電能)，對消除鉛蓄電池內(nèi)部產(chǎn)生的氣泡、削弱內(nèi)部極板周邊電解質(zhì)的極化濃差、提高下一階段充電的效率有較明顯作用。這種充電過程中的淺放電通常放出0.0Ol?0.5C/Ah的額定電量，放電的電流強度取值范圍一般為0.05?3.0C/A;淺放電的設(shè)計與鉛蓄電池的殘余容量有關(guān)，設(shè)置多次淺放電的容量修復(fù)效果會更佳;所述的剩充電量也被稱為修復(fù)充電量，其定義是充電量減去放電量；同理，剩充電量關(guān)系到鉛蓄電池修復(fù)的效果，一種對鉛蓄電池修復(fù)的優(yōu)選設(shè)計原則為:在充電過程中至少間隔設(shè)置一次放電過程，而且無論設(shè)置多少次充電和放電，充電量和放電量合計的剩充電量同樣額定，該剩充電量的取值范圍同樣為1.5?3.0C/Ah。
[0053]失效蓄電池一般在單格1.0?1.6V區(qū)間存在一個二級能量平臺，附圖4給出了一只6DZM失效電池恒流放電的電壓變動曲線，表明該失效電池在單格平均1.5V左右區(qū)間堆積有較大的能量，有效釋放這一低電壓平臺的能量再對蓄電池進行修復(fù)充電，可使蓄電池的修復(fù)效果更佳。作為一種優(yōu)選實現(xiàn)方式，所述控制模塊I所控制的充放電修復(fù)過程還包括:在起始充電之前設(shè)置深放電。所述深放電有別于在修復(fù)充電過程中間隔設(shè)置的定量放電，該深放電不僅在修復(fù)起始充電之前設(shè)置，而且要求放電深度達到用S0.1C/A電流放電至鉛蓄電池6兩端電壓彡1.0V/單格平均。
[0054]對鉛蓄電池實現(xiàn)深放電的方法可以是現(xiàn)有技術(shù)中的任意方法，包括但不限于:一階段恒流、多階段恒流以及非穩(wěn)恒電流放電法。在一個深放電的實施例中，電流強度遞減規(guī)則設(shè)置為I=MKL.，其中M表示遞減系數(shù)，Ie3為蓄電池進行深放電開始階段的放電電流強度，正整數(shù)K表示遞減階數(shù)，本實施例優(yōu)選0.618。當放電電壓達到設(shè)定值％后，放電電流強度開始第一階的遞減，1(為I，放電電流強度下降為0.618Ie，因為電流減小即放電負載減輕，電池電壓會自然反彈，當蓄電池放電電壓再次達到％，放電電流強度開始第二階的遞減，此時K變?yōu)?，放電電流強度下降為0.6182Ie = 0.382Ie……依次類推，直到蓄電池以設(shè)定的小電流強度深放電至V2，在時間允許的情況下盡量實現(xiàn)3階以上深放電，該對蓄電池實現(xiàn)深放電的邏輯流程如圖5所示。一般而言，末階深放電至％時的電流強度優(yōu)選S0.05C/A。
[0055]上述深放電操作也可以選擇定阻抗作為負載，例如以0.2C/A(阻值以2.0V/單格平均電壓計算)對應(yīng)的阻抗作為放電負載，對蓄電池放電至0.2V/單格平均的放電深度。運用額定阻抗深放電的一個明顯優(yōu)勢，是深放電時電流強度可隨蓄電池6的放電電壓下降而自動調(diào)整，電壓越低其電流越小，無需外加電流調(diào)整控制電路，可簡單有效地實現(xiàn)對蓄電池深放電的技術(shù)要求，尤其適用于單格蓄電池，附圖6(a)和附圖6(b)是深放電的電壓和電流變動趨勢示意曲線圖。
[0056]在自動修復(fù)充電結(jié)束之后設(shè)置容量檢驗放電，是為了提升本發(fā)明實施的實用價值，該放電檢驗容量功能可設(shè)置為在蓄電池修復(fù)后自動執(zhí)行，也可以設(shè)置為人工重啟執(zhí)行；所述容量檢驗的放電電流強度由該類蓄電池6的技術(shù)檢驗標準確定，為行業(yè)所公知，例如電動自行車電池用0.5C/A的放電電流強度，電動牽引車電池用0.2C/A的放電電流強度，室內(nèi)UPS電池用0.1C/A的放電電流強度。
[0057]在又一個實施例中，在前述實施例的基礎(chǔ)上，所述控制模塊I還包括對蓄電池的電壓監(jiān)測接口，電壓監(jiān)測接口的邏輯數(shù)據(jù)線內(nèi)部連接充電模塊3的電源輸出兩端，或在外殼4外部與鉛蓄電池6的正負極兩端連接。
[0058]所述控制模塊I對鉛蓄電池6的電壓監(jiān)測，是為了防止充電儀在蓄電池內(nèi)部通格、嚴重微短路的情況下繼續(xù)做無用功;常規(guī)蓄電池當充入0.1?0.8C/Ah電量時，蓄電池6的兩端電壓應(yīng)高于2.0V/單格平均，當充入1.0?2.0C/Ah電量時蓄電池的兩端電壓應(yīng)高于2.5V/單格平均，如不符合這一蓄電池受充的正常狀態(tài)，說明受充蓄電池存在內(nèi)部通格、嚴重微短路，充電儀繼續(xù)工作已失去意義。
[0059]參考圖7，在又一實施例中，在圖1所示實施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的鉛蓄電池用的修復(fù)充電儀還包括:顯示裝置7，該顯示裝置7可選擇用于顯示充電儀的實時充/放電電流值、累計剩充電量、正常完成修復(fù)充電程序以及不正常停止充電等狀態(tài)。所述的顯示裝置7，包括但不限于使用數(shù)碼顯示或色燈顯示。
[0060]有些蓄電池很難一次性充電達到原設(shè)計容量，需要進行第二次修復(fù)充電，通常是以恒定電流分階段補充一定的額定電量;雖然蓄電池容量分布無序，但可以有效分類，例如以標稱容量為基準分出容量狀態(tài)為90%、80%、70%、60%、50%等多類，需要分別補充電量150% ,180%,210%,240%,270% C/Ah，本發(fā)明以額定剩充電量為特征的修復(fù)充電儀，為蓄電池修復(fù)市場需求提供了一種便捷實用工具。
[0061]選擇開關(guān)8可配合修復(fù)充放電的程序啟動開關(guān)使用，也可以將選擇開關(guān)8與修復(fù)充放電程序啟動開關(guān)實行一體化設(shè)計。在上述設(shè)計為6DZM12、6DZM20、6DZM33蓄電池自動修復(fù)專用的實施例中，選擇開關(guān)8是設(shè)計為三檔形式，選擇開關(guān)8也可以設(shè)計為更多檔位，當檔位設(shè)計足夠多時，可視為修復(fù)充電儀的剩充電量連續(xù)可調(diào)；同理，當選擇開關(guān)8只設(shè)計一個檔位時，可視為修復(fù)充電儀對某額定容量蓄電池專用，此時選擇開關(guān)8退化為一個修復(fù)充放電程序的啟動開關(guān)。
[0062]本發(fā)明所述的充放電儀可以設(shè)計為一機單路或一機多路的形式;所述的充電儀對蓄電池的受充電壓范圍不作限制，可設(shè)計為對m只蓄電池充電(m為正整數(shù))，例如充電儀電壓輸出區(qū)間設(shè)計為3V，對標稱2V的蓄電池進行修復(fù)充電；充電儀電壓輸出區(qū)間設(shè)計為20V，對標稱12V的蓄電池進行修復(fù)充電；充電儀電壓輸出區(qū)間設(shè)計為105V，對6只標稱12V的蓄電池進行修復(fù)充電；充電儀電壓輸出區(qū)間設(shè)計為320V，對18只標稱12V的蓄電池進行修復(fù)充由雄雄屯？寺寺O
[0063]下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明充電儀的設(shè)計方法作進一步說明。
[0064]實施例1
[0065]設(shè)計一種6DZM20鉛蓄電池二次修復(fù)專用的充電儀，專用于經(jīng)過首次修復(fù)充電后其放電容量仍處于10?16Ah區(qū)間的鉛蓄電池。
[0066]該充電儀包括控制模塊1、充電模塊3、選擇開關(guān)8以及外殼4;其中，選擇開關(guān)8設(shè)置在外殼4的外部，其信號端連接所述的控制模塊I;充電模塊3的控制端連接控制模塊I，其輸出端在使用時連接到外殼4外部待修復(fù)的蓄電池6的正負極兩端;控制模塊I內(nèi)貯有6DZM20蓄電池二次修復(fù)專用的3個充電控制程序;選擇開關(guān)8設(shè)計為3個檔位，設(shè)置一個程序啟動開關(guān)；外殼4外部設(shè)置有電源開關(guān)和外部顯示裝置7，外部顯示裝置7采用色燈顯示，其輸入端連接控制模塊I，用于反映正常充電、正常停充和非正常停充狀態(tài)。
[0067]設(shè)置在外殼4外部的色燈分三種顏色，綠色用于反映正常充電狀態(tài)，當正常完成修復(fù)充電程序后，色燈顯示黃色；當充入5Ah電量而蓄電池6的兩端電壓仍低于12.0V時，自動停止修復(fù)充電程序，色燈顯示紅色。
[0068]通過用戶對選擇開關(guān)8的檔位選擇，控制模塊I相應(yīng)內(nèi)貯程序控制充電模塊3的電路，自動實現(xiàn)對所述蓄電池6的3檔二次修復(fù)充電程序分別如下:
[0069]1)、5.(^充電411、1.(^充電111、3.(^充電311、2.(^充電211、1.(^充電311，共計充電時間13h，累計充電量37Ah;用于容量表現(xiàn)為14?16Ah的蓄電池。
[0070]2)、5.(^充電411、1.(^充電111、3.(^充電411、2.(^充電311、1.(^充電311，共計充電時間15h，累計充電量42Ah;用于容量表現(xiàn)為12?14Ah的蓄電池。
[0071]3)、5.(^充電411、1.(^充電111、3.(^充電411、2.(^充電511、1.(^充電511，共計充電時間19h，累計充電量48Ah;用于容量表現(xiàn)為10?12Ah的蓄電池。
[0072]本實施例充電儀的設(shè)計目標明確，適合作為鉛蓄電池二次修復(fù)的專用工具，所述的6DZM20電池經(jīng)本二次修復(fù)充電后，放電容量一般可達到標稱容量。
[0073]實施例2
[0074]對實施例1進行技術(shù)改進，設(shè)置在外殼4外部的外部顯示裝置7改為液晶數(shù)碼顯示器，其輸入端連接控制模塊I，用于反映受充蓄電池6的實時電壓和充電電流實時值，以及充放電一體化機的正常停充和非正常停充。
[0075]數(shù)碼顯示器7在所述充電儀正常充電時，以每5秒顯示、2秒切換顯示的方式分別顯示受充蓄電池6的實時電壓和充電電流的實時值；當修復(fù)充電程序正常完成，數(shù)碼顯示器7全部顯示8;當充入5Ah電量而蓄電池6的兩端電壓仍低于12.0V時，自動停止修復(fù)充電程序，數(shù)碼顯示器全部顯示4。
[0076]本實施例對蓄電池修復(fù)充電的技術(shù)效果與實施例1相同，但可使用戶了解到蓄電池的實時充/放電電流值，從而可對預(yù)修復(fù)狀態(tài)做出判斷。
[0077]對前述實施例，可以將選擇開關(guān)8設(shè)計為一個檔位，兼作程序啟動開關(guān)使用，對充電儀的控制模塊I分別內(nèi)貯配置所述累計充電量為37Ah或42Ah或48Ah的充電程序，作為經(jīng)過首次修復(fù)充電后其容量仍處于10?12Ah或12?14Ah或14?16Ah區(qū)間的鉛蓄電池二次修復(fù)充電專用。
[0078]實施例3
[0079]在實施例1的基礎(chǔ)上增加溫度傳感器5。
[0080]溫度傳感器5的信號端連接控制模塊I，通過溫度傳感器5向控制模塊I輸入充電儀外殼4外部的環(huán)境溫度數(shù)據(jù)，使控制模塊I根據(jù)充電儀外部的環(huán)境溫度自動補償充電模塊3對蓄電池6的充電量。
[0081]控制模塊I控制充電模塊3對蓄電池6充電量的溫度補償以25°C為基準，設(shè)計為溫度變化量每超過5°C改變一檔，對蓄電池6的充電量進行分檔級補償。當外部環(huán)境溫度高于250C時，每超過50C，減少2Ah的充電量，例如當外部環(huán)境溫度為35°C時充電量減少4Ah;當外部環(huán)境溫度低于25°C時，平均每下降5°C增加3Ah的充電量，例如當外部環(huán)境溫度為5°C時充電量增加12Ah。
[0082]本實施例可有效彌補蓄電池修復(fù)環(huán)境溫度變化對蓄電池加大或減少充電量的自動調(diào)整需要，使充電儀對蓄電池修復(fù)環(huán)境溫度的適應(yīng)性更強，修復(fù)效果更好。
[0083]實施例4
[0084]設(shè)計一種帶放電功能的自動修復(fù)6DZM12鉛蓄電池用的充電儀。
[0085]該充電儀包括控制模塊1、放電模塊2、充電模塊3、選擇開關(guān)8以及外殼4，設(shè)計為一體化機;其中，選擇開關(guān)8設(shè)置在外殼4的外部，其信號端連接控制模塊I;充電模塊3與放電模塊2的控制端分別連接控制模塊1，充電模塊3與放電模塊2的電源輸出端對外共用兩根直流電源輸出線，使用時在外殼4外部分別連接到待修復(fù)蓄電池6的正負極兩端;控制模塊I內(nèi)貯充放電的控制程序;選擇開關(guān)8只設(shè)計一個檔位，兼作修復(fù)充放電儀的程序啟動開關(guān)使用;充放電儀外殼4外部的外部顯示裝置7及其控制、顯示方法與實施例2類同。
[0086]根據(jù)6DZM12的標規(guī)條件(12V12Ah，2h放電率，放電電流強度為6A，放電終止電壓為10.50V)，將待修復(fù)蓄電池6進行預(yù)處理，預(yù)處理工藝包括行業(yè)公知的加修復(fù)液、抽真空，靜置2h后進行深放電；深放電設(shè)計由另外的儀器條件實現(xiàn)，放電深度要求用0.5A電流放電至蓄電池6兩端電壓達到3V。
[0087]電源開關(guān)啟動后，控制模塊I通過內(nèi)貯的控制程序控制充電模塊3與放電模塊2的電路，自動實現(xiàn)對蓄電池6的充放電程序如下:
[0088]3.0厶充電411、3.5厶放電111、3.(^充電111、2.(^充電211、1.24充電311、0.6厶充電911，共計充電時間22h，累計剩充電量24.5Ah。
[0089]附圖8標出了本實施例的修復(fù)充放電I/T時序曲線;所述的6DZM12電池經(jīng)本實施例處理后，首次放電容量一般可達1Ah以上，二次充電后可達到標稱容量。
[0090]本實施例還可增加蓄電池修復(fù)后自動放電檢驗容量的功能，控制模塊I控制充電模塊3在充電程序結(jié)束I小時，繼續(xù)控制放電模塊2以恒流6A放電至10.50V，記錄顯示放電時間，使被修復(fù)蓄電池的容量一目了然。
[0091]實施例5
[0092]實施例4是設(shè)計為充放電一體化機，本實施例將控制模塊1、放電模塊2、充電模塊3全部分立，設(shè)計為三臺分體機，使用時三體合一連接，外殼4相應(yīng)為三個;使用時，充電模塊3分立的充電機的邏輯數(shù)據(jù)線與控制模塊I連接，充電機的直流電源輸出端與蓄電池6兩端固連;放電模塊2分立的放電機的邏輯數(shù)據(jù)線與控制模塊I連接，放電機的直流電源接口與蓄電池6兩端固連;控制模塊I分立為設(shè)置有選擇開關(guān)8的充電/放電控制器，內(nèi)貯有設(shè)定的充放電程序。
[0093]所述的充電機和放電機分別在其相應(yīng)外殼的外部設(shè)置電源開關(guān)，外部顯不裝置7采用色燈顯示，設(shè)置在所述的充電/放電控制器的外部，其信號輸入端連接所述的充電/放電控制器的顯示控制端，用于反映正常充電、正常停充和非正常停充狀態(tài)。
[0094]本實施例是實施例4的變形設(shè)計，優(yōu)點是可分拆，方便攜帶。
[0095]本實施例的繼續(xù)變形設(shè)計，可以將控制模塊4的邏輯控制功能分拆為兩部分，與所述的充電機和放電機分別嵌合，使用時將所述充電機和放電機的邏輯數(shù)據(jù)線對接，使本發(fā)明所述的充電儀變形設(shè)計為一種二合一使用的分體機。
[0096]實施例6
[0097]實施例4所述的充放電一體化機，技術(shù)使用前提是需要對待修復(fù)的蓄電池6進行預(yù)處理深放電，蓄電池深放電由另外的儀器實現(xiàn)，本實施例將這一深放電功能融入本發(fā)明所述的充電儀一體化設(shè)計，在啟動實施例4所述的對蓄電池6的修復(fù)充放電程序之前，優(yōu)先啟動深放電程序。
[0098]深放電程序的技術(shù)實現(xiàn)采用多階段降流放電方案，對本實施例所述的6DZM12電池，設(shè)定為對蓄電池6兩端電壓以恒定電流3.6A放電至10.5V、2.0A放電至6.0V、1.0A放電至2.0V，連續(xù)放電，完成該深放電程序后靜置15分鐘，然后再自動啟動實施例1所述的自動實現(xiàn)對蓄電池6的充放電程序。本實施例中，電源開關(guān)啟動后，控制模塊I內(nèi)貯的充放電程序通過控制充電模塊3與放電模塊2的電路，自動實現(xiàn)對蓄電池6的充放電程序如下:
[0099]3.6厶放電至10.5￥、2.(^放電至6.0￥、1.(^放電至2.0￥，靜置15分鐘，3.(^充電411、3.5厶放電111、3.(^充電111、2.(^充電211、1.24充電311、0.64充電911。
[0100]附圖9標出了本實施例的修復(fù)充放電I/T時序曲線。
[0101]實施例7
[0102]優(yōu)化實施例4所述的自動修復(fù)充放電程序。
[0103]實施例4的修復(fù)充放電程序在對蓄電池的充電過程中，設(shè)置了I次放電，實踐表明，對一些極板活性物質(zhì)嚴重受損并經(jīng)長期放置的蓄電池，在修復(fù)充放電程序中設(shè)置多次放電對容量恢復(fù)程度和容量快速穩(wěn)定有好處；同時，充電過程的后期蓄電池容易發(fā)熱，降流甚至停充若干時間有利于蓄電池提升受充能力。
[0104]本實施例對修復(fù)充放電程序的優(yōu)化設(shè)計如下:
[0105]3.0厶充電411、3.5厶放電111、3.(^充電1.511、3.5厶放電111、2.5厶充電111、2.(^充電211、靜置0.5h、1.2A充電3h、0.9A充電3h、0.6A充電5h、0.4A充電3h，共計充電時間27h，累計剩充電量24.5 Ah ο
[0106]附圖10標出了本實施例的修復(fù)充放電I/T時序曲線。
[0107]本實施例充放電程序?qū)π铍姵氐男迯?fù)效果明顯比實施例1好。
[0108]最后所應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
【主權(quán)項】
1.一種鉛蓄電池用的修復(fù)充電儀，其特征在于，包括:控制模塊(I)、充電模塊(3)、選擇開關(guān)(8)以及外殼(4);其中，所述選擇開關(guān)(8)設(shè)置在外殼(4)的外部，其設(shè)置為η檔，η為多I的正整數(shù)，選擇開關(guān)(8)各檔的信號端分別連接控制模塊(I);所述充電模塊(3)的控制端連接所述的控制模塊(I)，使用時充電模塊(3)的電源輸出端連接外部待修復(fù)的鉛蓄電池(6)的兩端;所述選擇開關(guān)(8)用于選擇控制模塊(I)內(nèi)貯的控制程序;所述控制模塊(I)用于控制充電模塊(3)對外部鉛蓄電池(6)的修復(fù)充電過程，該充電過程至少設(shè)置兩段不同強度的電流，并且由選擇開關(guān)(8)選定并由控制模塊(I)控制的充電量額定，該充電量的額定范圍為1.5?3.0C/Ah;所述充電儀通過對選擇開關(guān)(8)的檔位選擇，對所述鉛蓄電池(6)實現(xiàn)修復(fù)用的額定充電量選擇充電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛蓄電池用的修復(fù)充電儀，其特征在于，所述控制模塊(I)所控制的修復(fù)充電過程為分階段充電，所述分階段充電包括充電前期的恒定電流充電和充電后期的分階降流充電，以及包括選擇性設(shè)置充電過程中電流強度的大小交替變換和充電電流強度為O的靜置過程。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉛蓄電池用的修復(fù)充電儀，其特征在于，還包括溫度傳感器(5);所述溫度傳感器(5)設(shè)置在所述外殼(4)的外部，其信號端連接控制模塊(I);所述控制模塊(I)接收溫度傳感器(5)輸入的環(huán)境溫度數(shù)據(jù)，控制充電模塊(3)對鉛蓄電池(6)的補償充電量。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛蓄電池修復(fù)用的修復(fù)充電儀，其特征在于，還包括放電模塊(2);放電模塊(2)的控制端連接所述的控制模塊(I)，使用時放電模塊(2)的電源輸出端連接所述鉛蓄電池(6)的兩端;放電模塊(2)用于控制模塊(I)對所述鉛蓄電池(6)實現(xiàn)放電過程。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉛蓄電池用的修復(fù)充電儀，其特征在于，所述控制模塊(I)所控制對鉛蓄電池(6)的放電過程，包括在充電過程中至少間隔設(shè)置一次放電，而且無論設(shè)置多少次放電，充電量和放電量合計的剩充電量同樣額定，該剩充電量同樣額定范圍為1.5?.3.0C/Ah ；所述的放電過程，每次連續(xù)放電的電量取值范圍為0.001?0.5C/Ah，放電的電流強度取值范圍為0.05?3.0C/A。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉛蓄電池用的修復(fù)充電儀，其特征在于，所述控制模塊(I)所控制對鉛蓄電池(6)的放電過程還包括:在控制模塊(I)控制起始充電之前設(shè)置深放電，所述深放電的放電深度達到用彡0.1C/A電流放電至鉛蓄電池(6)兩端電壓彡1.0V/單格平均；其中，所述深放電采用下列任意一種方法實現(xiàn):一階段恒流放電法、多階段恒流放電法以及非穩(wěn)恒電流放電法。7.根據(jù)權(quán)利要求4或5或6所述的鉛蓄電池用的修復(fù)充電儀，其特征在于，所述控制模塊(I)所控制鉛蓄電池(6)的放電過程還包括:在充電結(jié)束之后設(shè)置容量檢驗放電，所述放電的電流強度由該蓄電池(6)的行業(yè)技術(shù)檢驗標準確定。8.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的鉛蓄電池用的修復(fù)充電儀，其特征在于，所述控制模塊(I)還包括對蓄電池的電壓監(jiān)測接口，所述電壓監(jiān)測接口的邏輯數(shù)據(jù)線內(nèi)部連接所述充電模塊(3)的電源輸出兩端，或在所述外殼(4)外部與所述鉛蓄電池(6)的正負極兩端連接；由所述控制模塊(I)對鉛蓄電池(6)做電壓監(jiān)測，當所述充電模塊(3)對鉛蓄電池(6)充入0.1?0.8C/Ah電量而所述鉛蓄電池(6)兩端電壓低于2.0V/單格平均，或當所述充電模塊(3)對鉛蓄電池充入1.0?2.0C/Ah電量而所述鉛蓄電池(6)兩端電壓低于2.5V/單格平均，充電儀自動停止工作。9.根據(jù)權(quán)利要求1或4或8所述的鉛蓄電池用的修復(fù)充電儀，其特征在于，還包括:顯示裝置(7);所述顯示裝置(7)用于顯示充電儀的狀態(tài)信息;所述的顯示裝置(7)包括但不限于使用數(shù)碼顯示或色燈顯示。10.采用權(quán)利要求1-9之一的充電儀對鉛蓄電池進行修復(fù)充電的方法，包括: 步驟I)、對待修復(fù)的鉛蓄電池做深放電，所述深放電的放電深度達到用S0.1C/A電流放電至鉛蓄電池(6)兩端電壓<1.0V/單格平均； 步驟2)、深放電結(jié)束后，開始分階段充電過程，在所述分階段充電過程至少設(shè)置兩段不同強度的電流，并在充電過程中至少間隔設(shè)置一次放電過程;而且充放電過程無論設(shè)置多少次充電和放電，充電量和放電量合計的剩充電量額定，該剩充電量的取值范圍為1.5?.3.0C/Ah;其中，在所設(shè)置的放電過程中，每次連續(xù)放電的電量取值范圍為0.001?0.5C/Ah，放電的電流強度取值范圍為0.05?3.0C/A; 步驟3)、在分階段充電結(jié)束之后設(shè)置容量檢驗放電； 步驟4)、對經(jīng)過上述步驟充電仍容量不足的鉛蓄電池設(shè)置額定電量二次充電。
【文檔編號】H01M10/42GK105958134SQ201610424970
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月14日
【發(fā)明人】劉粵榮, 劉曦
【申請人】深圳智慧能源技術(shù)開發(fā)有限公司