專利名稱：大功率智能快速充電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種充電機(jī)，尤其是涉及一種大功率智能快速充電
機(jī)。特別適用于對(duì)大容量(大于200Ah)鉛酸蓄電池進(jìn)行安全快速的充電。
背景技術(shù)：
鉛酸蓄電池的充電一般采用恒流轉(zhuǎn)恒壓的結(jié)構(gòu)，充電電流為0.1-0.2C， 充電時(shí)間較長， 一般在6-10個(gè)小時(shí)。電池的快速充電理論最早源于1967 年美國人馬斯(J.A.Mas)的充電曲線(圖4示)，這是馬斯采用小容量密 封啟動(dòng)型鉛酸蓄電池進(jìn)行實(shí)驗(yàn)而得到的曲線，并歸納為馬斯三定律，主要 論點(diǎn)為蓄電池是依據(jù)其充電接受率而接受充電，即低于曲線值的充電將 延長充電時(shí)間，但超過曲線值的充電不僅不會(huì)縮短充電時(shí)間，相反會(huì)增高 電池氣壓和溫度。由此推論蓄電池只有在獲得較大的充電接受率而同時(shí) 能抑制電池析氣條件下，方可以較短的時(shí)間充足電量。依據(jù)充電電流特性 曲線，在某個(gè)時(shí)間t內(nèi)
充入蓄電池的電量為 'J"^ - - e—a')
0 w
當(dāng)蓄電池經(jīng)過長時(shí)間(t—①)充電而達(dá)到額定容量c時(shí)，則c二l即
充電電流接受率"是/。與G的比值。由此可知，當(dāng)蓄電池經(jīng)過長時(shí)間(t—
w)充電而達(dá)到額定容量c時(shí)，貝i」oA即充電電流接受率"是/。與(；的 比值。由此可知，要使電池充電達(dá)到預(yù)期容量，則充電接受率愈大，充電
速度也愈快。由圖4看出，只要充電電流不超過蓄電池可接受的電流，電池內(nèi)部就不會(huì)產(chǎn)生大量的氣體。倘若整個(gè)充電過程使實(shí)際充電電流始終等 于或接近于蓄電池可接受的充電電流，則充足電的時(shí)間將大大縮短，并且 電池出氣率也能控制在最小范圍。值得注意的是電池極化作用將明顯增 大，同時(shí)帶來劇烈的溫升。因此蓄電池快速充電器，是以馬斯定律指導(dǎo)， 用脈沖充電和脈沖放電去極化的技術(shù)生產(chǎn)的。換言之當(dāng)蓄電池以正脈沖電 流充電結(jié)束時(shí)，立即施加負(fù)脈沖電流放電，致使?jié)獠顦O化和電化學(xué)極化電 勢的影響快速消除。這樣在正負(fù)脈沖周而復(fù)始作用下，蓄電池就能夠快速 充足電量。
馬斯實(shí)驗(yàn)表明/。與C;有關(guān)蓄電池容量越大時(shí)，電池可接受的初始充 電電流愈大。馬斯實(shí)驗(yàn)還表明電池接受充電電流的能力，與電池放電電流 有關(guān)，即放電電流愈大時(shí)，可接受的初始充電電流愈大。
目前大功率快速充電技術(shù)商品化應(yīng)用主要是采用相控技術(shù)的工頻屯 源為充電電源，這種電源的最大缺點(diǎn)是體積大、重量重，電源效率較低。 另外工頻電源中的可控硅是電流型器件，在控制和驅(qū)動(dòng)上實(shí)現(xiàn)起來不方 便，尤其在大功率應(yīng)用中更為明顯。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的體積大、重量重，電源效
率低等，提供一種能夠?qū)Υ笕萘?大于200Ah)鉛酸蓄電池的安全、快速
地充電的大功率智能快速充電機(jī)。
本實(shí)用新型為了達(dá)到上述的目的，所采取的技術(shù)方案是提供一種大 功率智能快速充電機(jī)，包括電子電路，電子電路中包括顯示電路，放電電 路，充電電源電路和控制電路。控制電路分別與充電電源電路和放電電路 相連接，其中充電電源電路為主電路，控制電路控制充電電源電路的充電 和控制放電電路的放電，顯示電路連接在充電電源電路和放電電路的輸出端，顯示充放電的參數(shù)。
一種大功率智能快速充電機(jī)，包括電子電路，電子電路中包括顯示電 路，放電電路，充電電源電路和控制電路。控制電路分別與充電電源電路 和放電電路相連接，其中充電電源電路為主電路，控制電路控制充電電源 電路的充電和控制放電電路的放電，顯示電路連接在充電電源電路和放電 電路的輸出端，顯示充放電的參數(shù)。
本實(shí)用新型如上述的結(jié)構(gòu)，為了消除極化作用，本實(shí)用新型采用大電 流脈沖充電，短時(shí)間的停止充電解決了離子擴(kuò)散速度低于化學(xué)反應(yīng)速度， 濃差極化將會(huì)減小。在短時(shí)間的停止充電后，接著以大電流進(jìn)行短暫放電， 則積累在正負(fù)極板上的電荷會(huì)迅速消失，電化學(xué)極化隨即被消失，而且可
減小電池溫升。因?yàn)樾铍姵胤烹姷碾娀瘜W(xué)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，由內(nèi)阻產(chǎn)牛:的
熱量可以被電化學(xué)反應(yīng)吸收。以開關(guān)電源模塊為充電電源的大功率
(0 200A)智能快速充電機(jī)與工頻電源相比，具有體積小、重量輕和電源 效率較高等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型中的功率器件主要是電壓型器件(MOSFET)， 所以不僅體積小、重量輕和電源效率較高，而且是大功率，智能化，快速 充電比較理想的充電機(jī)。


圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本實(shí)用新型中充電電源電路一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本實(shí)用新型控制電路一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是馬斯(J.A.Mas)充電的曲線圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特征作進(jìn)一歩地說明。如圖1所示，本實(shí)用新型包括的電子電路，電子電路中包括充電電源
電路l，顯示電路2，放電電路4和控制電路5?？刂齐娐?分別與充電電 源電路1和放電電路4相連接，其中充電電源電路1為主電路，控制電路 5控制充電電源電路1的充電和控制放電電路4的放電；顯示電路2連接 在充電電源電路1和放電電路4的輸出端，顯示充放電的參數(shù)。被充蓄電 池3置于充電電源電路1和放電電路4之間。
如圖1所示，所述的充電電源電路1包括開關(guān)101，與開關(guān)101輸出 端相連接的整流濾波電路102，與整流濾波電路102輸出端相連接的開關(guān) 電源模塊組103。在本實(shí)施例中，開關(guān)101為空氣開關(guān)。
圖2是充電電源電路一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，所述的開 關(guān)電源模塊組是由開關(guān)電源模塊先并聯(lián)，后串聯(lián)構(gòu)成；其并聯(lián)的數(shù)量隨著 充電電流的增加而增加。最多可并聯(lián)8個(gè)開關(guān)電源模塊。串聯(lián)的級(jí)數(shù)隨著 允電電壓的增加而增加。例如，鉛酸蓄電池額定電壓12V的倍數(shù)，最高為 5倍，即串聯(lián)級(jí)數(shù)可為5級(jí)。在本實(shí)施例中，如圖2所示，開關(guān)電源模塊 組包括n個(gè)開關(guān)電源模塊1031， 1032， 1033， 1034，…，103(n-l)， 103n; 先是開關(guān)電源模塊1031與1032串聯(lián)，開關(guān)電源模塊1033與1034串聯(lián)， 開關(guān)電源模塊103 (n-l)與103n串聯(lián)；它們串聯(lián)后再并聯(lián)起來構(gòu)成開關(guān) 電源模塊組。
在本實(shí)施例中，所述的開關(guān)電源模塊是型號(hào)為JEC-3KW,輸入大于5 百伏直流高壓，經(jīng)D C / D C變換輸出為直流低電壓(該模塊由浙江嘉科
電子有限公司提供)。
圖3是本實(shí)用新型控制電路一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所不，所 述的控制電路5包括單板機(jī)501，與單板機(jī)501連接的控制按鈕502和外
圍電路。
如圖3所示，所述的外圍電路包括充電或充滿電電路506，電池失效電路505，保護(hù)電路504以及連接電源電路503。
本實(shí)用新型中的放電電路4如同一般的放電電路一樣，作為優(yōu)選，放 電電路包括開關(guān)管，驅(qū)動(dòng)電路和放電電阻。
本實(shí)用新型中的顯示電路2也如同 一 般的顯示電路 一 樣，作為優(yōu)選， 顯示電路包括LCD顯示屏及外圍電路。
如圖l、 2、 3所示，當(dāng)接通被充蓄電池和外部三相380VAC電源后， 合上空氣開關(guān)，大功率智能快速充電機(jī)得電，控制電路完成整機(jī)自檢，按 啟動(dòng)按鈕，控制電路完成對(duì)被充蓄電池的檢測，如極性接反或蓄電池已損 壞，控制電路將控制(高頻)開關(guān)電源模塊組沒有充電電流輸出；如被充 蓄電池可以充電，控制電路將控制開關(guān)電源模塊組按快速充電模式對(duì)被充 蓄電池進(jìn)行充電；在快速充電過程中，控制電路將實(shí)時(shí)檢測和顯示充放電 的各項(xiàng)參數(shù)，對(duì)被充蓄電池容量進(jìn)行判別，達(dá)到規(guī)定容量后，大功率智能 快速充電機(jī)將自動(dòng)退出快速充電模式，進(jìn)入常規(guī)充電模式，如需退出充電， 按停止按鈕，控制電路將控制開關(guān)電源模塊組沒有充電電流輸出。
權(quán)利要求1. 一種大功率智能快速充電機(jī)，包括電子電路，電子電路中包括顯示電路和放電電路，其特征在于包括充電電源電路和控制電路，控制電路分別與充電電源電路和放電電路相連接，其中充電電源電路為主電路，控制電路控制充電電源電路的充電和控制放電電路的放電，顯示電路連接在充電電源電路和放電電路的輸出端，顯示充放電的參數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率智能快速充電機(jī)，其特征在于所述充 電電源電路包括開關(guān)，與開關(guān)輸出端相連接的整流濾波電路，與整流濾波 電路輸出端相連接的開關(guān)電源模塊組。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的大功率智能快速充電機(jī)，其特征在于所述開 關(guān)電源模塊組是由開關(guān)電源模塊先并聯(lián)，后串聯(lián)構(gòu)成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的大功率智能快速充電機(jī)，其特征在于所述開 關(guān)電源模塊并聯(lián)的數(shù)量隨著充電電流的增加而增加。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的大功率智能快速充電機(jī)，其特征在于所述開 關(guān)電源模塊串聯(lián)的級(jí)數(shù)隨著充電電壓的增加而增加。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率智能快速充電機(jī)，其特征在于所述控 制電路包括單板機(jī)，與單板機(jī)連接的控制按鈕和外圍電路。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的大功率智能快速充電機(jī)，其特征在于所述外 圍電路包括充電或充滿電電路，電池失效電路，保護(hù)電路以及連接電源電 路。
專利摘要一種大功率智能快速充電機(jī)，包括電子電路，電子電路中包括顯示電路，放電電路，充電電源電路和控制電路。控制電路分別與充電電源電路和放電電路相連接，其中充電電源電路為主電路，控制電路控制充電電源電路的充電和控制放電電路的放電，顯示電路連接在充電電源電路和放電電路的輸出端，顯示充放電的參數(shù)。不僅體積小、重量輕和電源效率較高；而且是大功率，智能化，快速充電比較理想的充電機(jī)。
文檔編號(hào)H02J7/02GK201298742SQ200820152048
公開日2009年8月26日 申請(qǐng)日期2008年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月15日
發(fā)明者戴永軍, 洪 李, 李向鋒, 樓敏樂, 黃志鋼 申請(qǐng)人:浙江嘉科電子有限公司