一種鉛酸電池脈沖充電控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鉛酸電池脈沖充電控制系統(tǒng)，屬于鉛酸電池領(lǐng)域，適用于鉛酸電池的快速充電。
【背景技術(shù)】
[0002]全密封免維護(hù)鉛酸蓄電池具有密封好、無(wú)泄漏、無(wú)污染、無(wú)需維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛的應(yīng)用，與之相配套的鉛酸電池充電器一方面需要解決快速充電問(wèn)題，另一方面需要解決充電質(zhì)量和充電效率問(wèn)題，在蓄電池充電過(guò)程中尤其充電后期，電池極化現(xiàn)象十分嚴(yán)重，它一方面會(huì)導(dǎo)致電流充電接受率下降充電效率降低，另一方面電池內(nèi)部溫度升高、內(nèi)壓增大使電池產(chǎn)生析氣現(xiàn)象，電池析氣現(xiàn)象加速電池老化使電池壽命降低、循環(huán)利用率減小，因此在充電過(guò)程中必須適時(shí)對(duì)蓄電池進(jìn)行去極化處理，另一方面，因蓄電池自身內(nèi)阻很小，充電過(guò)程中充電電壓微小的變化都可能導(dǎo)致充電電流的較大波動(dòng)，所以，提供一種安全、快速并能進(jìn)行全過(guò)程監(jiān)控的充電方法和控制系統(tǒng)尤為必要。
[0003]傳統(tǒng)的鉛酸電池充電方法有恒壓充電法、恒流充電法、恒流-恒壓充電法等。
[0004]恒壓充電法保持充電電壓為一恒定值，由于電池內(nèi)阻很小，充電初期電池自身電壓很低，恒壓充電會(huì)導(dǎo)致初始充電電流過(guò)大使電池產(chǎn)生析氣現(xiàn)象。充電后期充電電壓較小，蓄電池會(huì)有欠充現(xiàn)象。因而恒壓充電法充電時(shí)間長(zhǎng)，電池過(guò)充和欠充過(guò)程降低電池使用壽命O
[0005]恒流充電法保持充電電流為一恒定值，恒流充電法電流選擇必須適中，電流過(guò)大會(huì)造成充電后期蓄電池過(guò)充電，充電初期蓄電池充電電流過(guò)小，延長(zhǎng)了電池充電時(shí)間。
[0006]恒流-恒壓充電方法，即在充電初期采用恒流方法充電避免初始充電電流過(guò)大，造成蓄電池的出氣與溫升現(xiàn)象，等電池電壓上升到一定值時(shí)開(kāi)始采用恒壓充電，有效抑制了充電后期蓄電池出氣與溫升現(xiàn)象。恒壓恒流兩段充電法雖然解決了電池的過(guò)充現(xiàn)象，但是不能提高電池的充電速率，充電時(shí)間仍較長(zhǎng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明采用脈沖充電方法，提供了一種鉛酸電池脈沖充電控制系統(tǒng)，具有定時(shí)充電和充電至滿兩種模式，用戶可通過(guò)鍵盤輸入的數(shù)據(jù)，完成對(duì)充電參數(shù)的設(shè)置，用戶自行設(shè)置充電時(shí)間，充電系統(tǒng)能夠判斷電池類型和充電器是否與電池相匹配，在正確匹配的基礎(chǔ)上完成精準(zhǔn)控制充電過(guò)程中的多個(gè)參數(shù)，更加快速、安全地完成脈沖充電過(guò)程。
[0008]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種鉛酸電池脈沖充電控制系統(tǒng)，包括充電控制器(I)、人機(jī)界面控制器(2);充電控制器⑴和人機(jī)界面控制器⑵通過(guò)串口通信模塊(14)相互連接，實(shí)現(xiàn)在整個(gè)充放電過(guò)程中兩個(gè)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換；所述的充電控制器(I)連接兩類電壓檢測(cè)模塊(3)、電池溫度檢測(cè)模塊⑷、放電脈沖模塊⑶、充電脈沖模塊(9)、電池充電電流模塊(5)、電池放電電流模塊￠)、溫控模塊(12);所述的人機(jī)界面控制器(2)連接鍵盤模塊(10)、顯示模塊(11)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊(13)。
[0009]本發(fā)明的充電控制器(I)和人機(jī)界面控制器(2)是整個(gè)充電控制系統(tǒng)的核心，兩個(gè)控制器之間通過(guò)功能引腳相互連接，通過(guò)串口通信模塊實(shí)現(xiàn)兩個(gè)控制器的數(shù)據(jù)交換。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)方案，在啟動(dòng)充電系統(tǒng)后系統(tǒng)進(jìn)行初始化，首先檢測(cè)充電系統(tǒng)的電源線是否接好，如果沒(méi)有接好則通過(guò)顯示模塊提醒用戶；如果電源線連接檢測(cè)通過(guò)后再檢測(cè)電池是否接好，如果電池連接出現(xiàn)問(wèn)題，人機(jī)界面控制器會(huì)通過(guò)顯示模塊提醒用戶；如果電池連接通過(guò)檢測(cè)后，人機(jī)界面控制器會(huì)根據(jù)已存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)判斷電池的類型和數(shù)量。之后，用戶可以進(jìn)行充電參數(shù)的設(shè)定，包括充電模式的選擇，充電時(shí)間的設(shè)定，系統(tǒng)程序會(huì)根據(jù)采集的信息判斷用戶選擇充電模式，并通過(guò)內(nèi)部程序控制完成充電過(guò)程。
[0011]本技術(shù)方案可以通過(guò)鍵盤模塊(10)在充電前對(duì)充電模式、充電參數(shù)的設(shè)置或更改；顯示模塊(11)在充電前輔助設(shè)置充電模式、充電參數(shù)，并在充電過(guò)程中顯示充電電壓、充電電流、電池溫度、電池電量參數(shù)。充電控制器(I)通過(guò)溫控模塊(12)在電池充放電過(guò)程中對(duì)電池溫度進(jìn)行控制。人機(jī)界面控制器(2)與實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊(13)為電池在充電過(guò)程計(jì)時(shí)和故障時(shí)間的記錄，可實(shí)時(shí)對(duì)電池充放電進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和控制，達(dá)到對(duì)鉛酸電池快速、安全充電的效果
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)方案的有益效果在于:
(1)池脈沖充電控制系統(tǒng)具有定時(shí)充電和充電至滿兩種模式，方便用戶的選擇使用。用戶可通過(guò)鍵盤自行設(shè)置充電時(shí)間，完成對(duì)充電參數(shù)的設(shè)置；
(2)充電系統(tǒng)能夠判斷電池類型和充電器是否與電池相匹配，適合對(duì)不同類型、不同容量的鉛酸電池進(jìn)行充電；
(3)充電系統(tǒng)采用脈沖充電模式，進(jìn)行定時(shí)脈沖充電和定時(shí)脈沖放電，可減少極化效應(yīng)、減少充電時(shí)間，屬快速充電。
[0012](4)采用人機(jī)界面控制器和充電控制器的雙控制器形式，大大提高了充電系統(tǒng)的運(yùn)行效率，既可實(shí)現(xiàn)充電過(guò)程中對(duì)各參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，又可提供有效的人機(jī)界面信息。
[0013](5)充電系統(tǒng)在充電過(guò)程中對(duì)供電電壓、充放電電流、電池端電壓、溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，即保證了對(duì)充入電量的有效控制，也避免因缺少對(duì)供電電壓、充電電流、電池溫度監(jiān)控而導(dǎo)致的安全事故。
[0014]作為對(duì)本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的電池充電電流模塊(5)和電池放電電流模塊(6)通過(guò)模擬量切換模塊(7)連接充電控制器(I);電池充電電流模塊(5)和電池放電電流模塊(6)在電池充電、放電過(guò)程中進(jìn)行電流信號(hào)的采集，并根據(jù)采集的充放電電流實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的充放電控制。
[0015]作為對(duì)本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的放電脈沖模塊(8)、充電脈沖模塊(9)均與充電控制器(I)通過(guò)功能引腳相互連接，利用功率驅(qū)動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)電池間歇脈沖充電與脈沖放電功能。
[0016]作為對(duì)本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的兩類電壓檢測(cè)模塊(3)與充電控制器
(I)通過(guò)功能引腳相互連接，兩類電壓檢測(cè)模塊(3)對(duì)電池開(kāi)路電壓、充電供電壓的數(shù)據(jù)進(jìn)行米集。
[0017]作為對(duì)本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的電池溫度檢測(cè)模塊(4)與充電控制器(I)通過(guò)功能引腳相互連接，電池溫度檢測(cè)模塊(4)對(duì)充電放過(guò)程中單體鉛酸電池溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。
[0018]作為對(duì)本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的人機(jī)界面控制器(2)通過(guò)功能引腳與鍵盤模塊(10)、顯示模塊(11)相互連接；鍵盤模塊(10)在充電前對(duì)充電模式、充電參數(shù)的設(shè)置或更改；顯示模塊(11)在充電前輔助設(shè)置充電模式、充電參數(shù)，并在充電過(guò)程中顯示充電電壓、充電電流、電池溫度、電池電量參數(shù)。
[0019]作為對(duì)本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的充電控制器(I)通過(guò)功能引腳與溫控模塊(12)相互連接，充電控制器(I)通過(guò)溫控模塊(12)在電池充放電過(guò)程中對(duì)電池溫度進(jìn)行控制。
[0020]作為對(duì)本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的人機(jī)界面控制器(2)通過(guò)功能引腳與實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊(13)相互連接，實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊(13)為電池在充電過(guò)程中提供時(shí)間基準(zhǔn)，用于充電過(guò)程計(jì)時(shí)和故障時(shí)間的記錄。
【附圖說(shuō)明】
[0021]附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中:
圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明控制對(duì)象的邏輯順序示意圖；
圖3為充電控制器主要部分原理圖；
圖4為人機(jī)界面控制器主要部分原理圖；
圖5為脈沖充電驅(qū)動(dòng)原理圖。
[0022]附圖標(biāo)記說(shuō)明:1 一充電控制器；2 —人機(jī)界面控制器；3 —兩類電壓檢測(cè)模塊；4 一電池溫度檢測(cè)模塊；5 —電池充電電流檢測(cè)模塊；6 —電池放電電流檢測(cè)模塊；7 —模擬量切換模塊；8 —放電脈沖模塊；9 —充電脈沖模塊；10 —鍵盤模塊；11 —顯不模塊；12 —溫控模塊；13 —實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊；14 一串口通信模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0023]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)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明涵蓋任何由權(quán)利要求定義的在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法及方案。為了使公眾對(duì)本發(fā)明有更好的了解，在【具體實(shí)施方式】中對(duì)本發(fā)明的細(xì)節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分，對(duì)于未描述的部分，均為本領(lǐng)域技術(shù)的常規(guī)技術(shù)。
[0024]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種鉛酸電池脈沖充電控制系統(tǒng)及其工作過(guò)程，結(jié)構(gòu)可以參考圖1、3-5，控制邏輯可參考圖2。
[0025]充電控制器1，基于飛思卡爾單片機(jī)MS9S08DZ60，可根據(jù)檢測(cè)的電池參數(shù)完成對(duì)電池電量的估算并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的充電脈沖和放電脈沖，是完成鉛酸電池充電的控制系統(tǒng)核心；
人機(jī)界面控制器2，基于飛思卡爾單片機(jī)MS9S08DZ60，與充電控制器I通過(guò)串口