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      一種蓄電池組的充電設(shè)備及電路的制作方法_2

      文檔序號(hào):10443740閱讀:來(lái)源:國(guó)知局
      阻R3 9的 另一端與電阻R45的一端相連接后與節(jié)點(diǎn)B相連接,電阻R45的另一端與電阻R 52的一端和電阻 R53的一端相連接,電阻R52的另一端接地,電阻R53的另一端與電阻R54的一端和電容器Cl3的 一端相連接,電容器Cl3的另一端接地,電阻R54的另一端與電阻R55的一端和運(yùn)算放大器YSl 的正端相連接,電阻R55的另一端與電阻R56的一端和二極管DlO的負(fù)極相連接,電阻R56的另一 端接地,二極管DlO的正極與電阻R57的一端和電阻R58的一端相連接,電阻R58的另一端與節(jié)點(diǎn) A相連接,電阻R57的另一端接地,運(yùn)算放大器YS^sc端與R-S觸發(fā)器RS3的S端、電阻R 5Q的一 端和電容器C12的一端相連接,電容器C12的另一端通過(guò)電阻R 49與電阻R5Q的另一端、運(yùn)算放大 器YSl的負(fù)端和電阻R51的一端相連接,電阻R51的另一端與電阻R44的一端、電阻R43的一端和 電容器C 14的一端相連接,電容器C14的另一端接地,電阻R43的另一端通過(guò)電阻R 42接地,電阻 R44的另一端與節(jié)點(diǎn)A相連接,模擬開關(guān)SWi的輸出端〇端通過(guò)電阻R48與發(fā)光二極管D13的正極 相連接,發(fā)光二極管Dl3的負(fù)極接地,模擬開關(guān)SWi的輸入端I端與模擬開關(guān)SW2的輸入端I端 和模擬開關(guān)SW3的輸入端I端相連接后與節(jié)點(diǎn)A相連接,模擬開關(guān)SW2的控制端VC端和非門F5 的Y端相連接,模擬開關(guān)SW2的輸出端0端通過(guò)電阻R47與發(fā)光二極管Dl2的正極相連接,發(fā)光二 極管Di2的負(fù)極接地,模擬開關(guān)SW3的控制端VC端與節(jié)點(diǎn)G相連接,節(jié)點(diǎn)G與多位串行二進(jìn)制計(jì) 數(shù)器JSl的Qm3端相連接,模擬開關(guān)SW3的輸出端0端通過(guò)電阻R46與發(fā)光二極管Dll的正極相連 接,發(fā)光二極管Dll的負(fù)極接地;
      [0013]場(chǎng)效應(yīng)管T3的s極通過(guò)熔斷器RD5與電阻Rn的一端和二極管D14的正極相連接,二極 管D14的負(fù)極與恪斷器R D 6的一端、電池組端電壓表Ve的正極、充電電流輸出插座(2)的另一 端連接于節(jié)點(diǎn)B后經(jīng)插頭-電纜與蓄電池組E的正極相連接,電池組端電壓表V E的負(fù)極、放電 電流表Af的負(fù)極、電阻R72的另一端、充電電流表Ac的負(fù)極都接地,放電電流表Af的正極與電 阻R 61的一端和場(chǎng)效應(yīng)管極相連接,場(chǎng)效應(yīng)管極與熔斷器RD6的另一端相連接,場(chǎng) 效應(yīng)管T5的g極與電阻R67的一端和電阻R68的一端相連接,電阻R68的另一端接地,電阻R67的 另一端與或非門HF2的y端相連接,或非門HF2的A端與電阻R7Q的一端和電阻R71的另一端相連 接,電阻R 7Q的另一端接地,或非門HF^B端與撥動(dòng)開關(guān)K8的4端相連接,撥動(dòng)開關(guān)K8的5端與 電阻R69的一端相連接,電阻R69的另一端接地,撥動(dòng)開關(guān)K 8的6端和非門F6的Y端相連接,非門 F6的A端與節(jié)點(diǎn)H相連接,節(jié)點(diǎn)H與R-S觸發(fā)器RS3的Q端相連接,或非門冊(cè)2的(:端和與門¥ 2的¥ 端相連接,與門Y2的A端與節(jié)點(diǎn)K相連接,節(jié)點(diǎn)K與多位串行二進(jìn)制計(jì)數(shù)器JSl的Qmi端相連接, 與門¥ 2的8端與節(jié)點(diǎn)J相連接,節(jié)點(diǎn)J和非門端、撥動(dòng)開關(guān)K8的2端相連接,或非門 D端與節(jié)點(diǎn)I相連接,節(jié)點(diǎn)I與多位串行二進(jìn)制計(jì)數(shù)器JSl的Qm2端相連接,或非門HF2的E端與 電容器Cl6的一端、電阻R63的一端和運(yùn)算放大器YS3的SC端相連接,電容器Cl6的另一端通過(guò) 電阻R64與電阻R63的另一端、運(yùn)算放大器YS3的負(fù)端和電阻R62的一端相連接,電阻R62的另一 端與撥動(dòng)開關(guān)K9的1端和電阻R65的一端相連接,電阻R65的另一端接地,撥動(dòng)開關(guān)K9的2端通 過(guò)電阻r66與節(jié)點(diǎn)A相連接,撥動(dòng)開關(guān)K 9的3端與電阻R59的另一端相連接,運(yùn)算放大器YS3的正 端通過(guò)電阻R 6Q與電阻R61的另一端和電容器C15的一端相連接,電容器C15的另一端接地; [00 14]場(chǎng)效應(yīng)管T6的g極通過(guò)電阻R73與節(jié)點(diǎn)L相連接,節(jié)點(diǎn)L與n位串行二進(jìn)制計(jì)數(shù)器JS2 的(^端相連接,場(chǎng)效應(yīng)管T 6的s極接地,場(chǎng)效應(yīng)管T6的d極與發(fā)光二極管D15的負(fù)極和蜂鳴器FM 的一端相連接,發(fā)光二極管Dl5的正極與電阻R74的一端相連接,電阻R74的另一端與節(jié)點(diǎn)A相 連接,蜂鳴器FM的另一端與節(jié)點(diǎn)A相連接,風(fēng)扇FS的一端與節(jié)點(diǎn)A相連接,風(fēng)扇FS的另一端接 地。
      [0015] 本實(shí)用新型設(shè)置限制充電電流變化的信號(hào)電流曲線,此曲線的變化軌跡為阻尼式 波動(dòng)變化的周波曲線,此曲線簡(jiǎn)稱為充電電流的限制曲線,用符號(hào)lex曲線表示,I cx曲線的 橫坐標(biāo)為時(shí)間,縱坐標(biāo)為充電電流的限制量,該I ex曲線是由電容器C9、電阻R29構(gòu)成的RC充 放電電路在電阻R29上產(chǎn)生的電壓降UR29,UR29經(jīng)二極管D8、電阻R28、或非門HFl的B端,控制lex 曲線中各阻尼式周波的上升變化過(guò)程,其中UR29按照下述式(1)的指數(shù)規(guī)律變化:
      [0016] UR29?UK-t/RC 式⑴
      [0017] 式(1)中UK為三端穩(wěn)壓器wy的3端經(jīng)節(jié)點(diǎn)A輸出的控制電源正端電壓,R為電阻R 29的 阻值,C為電容器C9的電容量,t為UR29的變化時(shí)間。
      [0018] 本實(shí)用新型與門端輸出按照與門的開關(guān)門時(shí)間特性變化的電平信號(hào)經(jīng)電阻 R3〇、二極管D?、電阻R28至或門HF^B端控制lex曲線中各阻尼式周波下降的變化過(guò)程。
      [0019] 本實(shí)用新型電路中由按鈕開關(guān)K7發(fā)出的觸發(fā)信號(hào)經(jīng)R-S觸發(fā)器RS4的Q端或者由運(yùn) 算放大器YS^sc端發(fā)出的觸發(fā)信號(hào)經(jīng)R-S觸發(fā)器RS 3的Q端經(jīng)或門H2、電容器C1()至n位串行二 進(jìn)制計(jì)數(shù)器JS 2的時(shí)鐘輸入端cp經(jīng)計(jì)數(shù),設(shè)定充電電流的限制曲線lex當(dāng)前周波的上升幅度, 同時(shí)觸發(fā)十進(jìn)制的充電周波期數(shù)碼顯示表SM顯示n位串行二進(jìn)制計(jì)數(shù)器JS 2的當(dāng)前所計(jì)的 數(shù)。
      [0020] 本實(shí)用新型電路中由電路中n位串行二進(jìn)制計(jì)數(shù)器JS2的Qi、Qi......Q n-i、Qn各Q端輸 出的二進(jìn)制數(shù)字意義上的位權(quán)的邏輯電平信號(hào),經(jīng)過(guò)與各Q端對(duì)應(yīng)的各非門:…… F\,再經(jīng)與各非門對(duì)應(yīng)的各電阻:R\、ir2……iTn-hR、進(jìn)行反相的D/A轉(zhuǎn)換在由電 阻R、、電阻RS……電阻、電阻R\的各一端產(chǎn)生的模擬電壓信號(hào)在節(jié)點(diǎn)D相加之后經(jīng)電 阻R24、二極管D 5、電阻R22、運(yùn)算放大器YS2至或非門肌的(:端限定lex曲線中各阻尼式周波的 最高上升幅度,各周波的最高上升幅度隨著周波數(shù)的增加而降低,lex曲線的變化軌跡為一 種波紋形起伏變化的阻尼式周波曲線,即阻尼式逐波降低。
      [0021] 所述非門:FW 2……FV丄小~中打^所述電阻!?]、!^……RV1、1^中112 4,所 述n位串行二進(jìn)制計(jì)數(shù)器JS2的位數(shù)n 2 4,所述多位串行二進(jìn)制計(jì)數(shù)器J&的位數(shù)2 5。
      [0022]本實(shí)用新型多諧振蕩器MP的脈沖輸出端mp輸出的mp脈沖信號(hào)輸至多位串行二進(jìn) 制計(jì)數(shù)器JSi的時(shí)鐘輸入端cp后:
      [0023] (l)mp脈沖信號(hào)在多位串行二進(jìn)制計(jì)數(shù)器邛:的仏:被分頻為:頻率為Ff,周期為TMF 的放電脈沖控制信號(hào)經(jīng)與門Y2、或非門HF2、電阻R67至場(chǎng)效應(yīng)管T5的g極控制放電電流Ff對(duì) 蓄電池組E進(jìn)行多次連續(xù)的高頻脈沖電流放電;
      [0024] (2)mp脈沖信號(hào)在多位串行二進(jìn)制計(jì)數(shù)器分頻為:頻率為F。,周期為 TMC,波峰期為tmf,波谷期為tmg,其中TMC = tmf+tmg的充電脈沖控制信號(hào)經(jīng)非門Fi、撥動(dòng)開 關(guān)Ks、或非門HFi、場(chǎng)效應(yīng)管T2、三極管Ti、電阻R7、場(chǎng)效應(yīng)管T3、在以lex曲線為包絡(luò)線的限制 下,將充電電流Ic調(diào)制成載波式脈沖電流,經(jīng)熔斷器RD 5、二極管D14、節(jié)點(diǎn)B對(duì)蓄電池組E進(jìn)行 充電;
      [0025] (3)mp脈沖在多位串行二進(jìn)制計(jì)數(shù)器JSj^Qm3被分頻為:頻率為Fd,周期為TMD的脈 沖信號(hào)經(jīng)節(jié)點(diǎn)G至模擬開關(guān)SW3的控制端Vc控制發(fā)光二極管Dn閃爍,以顯示多諧振蕩器MP工 作正常;
      [0026] (4)步驟(1)、(2)和(3)中多位串行二進(jìn)制計(jì)數(shù)器JSi中Qml、Qm2和Qm3輸出的脈沖信 號(hào)頻率:Ff>>Fc>Fd;
      [0027] (5)步驟(1)、(2)和(3)中多位串行二進(jìn)制計(jì)數(shù)器JSi中Qml、Qm2和Qm3輸出的脈沖信 號(hào)的周期:TMF<<TMC<TMD;
      [0028] (6)充電電流在ICX曲線限制下也按照阻尼式周波變化時(shí),在充電電流的各周波之 間充電電流為〇的期間,以及脈沖式充電電流各脈沖周期TMC的波谷期tmg期間都進(jìn)行頻率 為Ff周期為TMF的多次連續(xù)的高頻脈沖電流放電。
      [0029] 本實(shí)用新型對(duì)蓄電池組充電的充電電壓始終為所述二極管D14負(fù)極輸出的峰值電 壓Ucm對(duì)蓄電池組E充電,且Uc>Ucm>Uex式(2),在式(2)中Uc為電感器Li的2端輸出的充電工作 電壓,U EX是以充電設(shè)備的旋鈕見調(diào)節(jié)電路中電阻R43設(shè)定的充電工作中蓄電池組E端電壓UE 的上升限制電壓。
      [0030] 本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案,對(duì)蓄電池組以兼容與綜合管理的控制過(guò)程對(duì)電池 充電。
      [0031] 一、以綜合管理的方法設(shè)定蓄電池組E的上升限制電壓UEX
      [0032] 本設(shè)備的充電方法根據(jù)蓄電池多項(xiàng)充電的基本原理,結(jié)合具體使用的電池生產(chǎn)廠 家的具體的充電要求,在保證充電工作安全的前提下,以能夠兼顧蓄電池組內(nèi)各單體電池 在不同程度的老化狀態(tài)下的實(shí)際平均容量,與適應(yīng)在不同季節(jié)的環(huán)境溫度的要求進(jìn)行充電 工作,以防止冬季低溫時(shí)欠充,實(shí)際平均容量較額定容量低時(shí)及夏季高溫時(shí)都會(huì)過(guò)充。并且 在此充電工作過(guò)程中能夠?qū)﹄姵亟M同時(shí)進(jìn)行降低電池組極化電壓與溫升速度的工作。為此 本充電方法是以兼容與綜合管理的方法適時(shí)設(shè)定限制電池組端電壓Ue的上升的限制電壓, 此電壓簡(jiǎn)稱綜合限制電壓,或者以符號(hào):U EX表示。
      [0033] 實(shí)際適時(shí)設(shè)定UEX的計(jì)算公式如式(3)所示:
      [0035] 式(3)中:
      [0036] 1. n:當(dāng)電池組內(nèi)各單體電池以串聯(lián)形式組成電池組時(shí)n為電池組中單體電池的只 數(shù),當(dāng)電池組內(nèi)各單體電池以并聯(lián)形式組成時(shí)n設(shè)定為1;
      [0037] 2. Uex:廠家規(guī)定的單體電池上升的限制電壓;
      [0038] 3. Uef:廠家規(guī)定的單體電池的浮充電壓;
      [0039] 4 .To:為常溫:20。(:;
      [0040] 5. Th:充電與使用時(shí)的環(huán)境溫度;
      [0041] 6.PT:溫度補(bǔ)償系數(shù),0<Pt<0.05;
      [0042] 7.Pc:電池組的容量補(bǔ)償系數(shù)。
      [0043] Pc的計(jì)算方法:
      [0044] (1)計(jì)量檢測(cè)方法
      式(4)
      [0045] 式(4)中CE是計(jì)量檢測(cè)儀器測(cè)得的電池組的實(shí)際容量。Co為電池組的額定容量。
      [0046] 2)以做功比較法:
      式(5)
      [0047]按照廠家規(guī)定的工作條件,電池組實(shí)際做的功Pe,與廠家給出應(yīng)做到的標(biāo)準(zhǔn)額定 功Pci之比。
      [0048] 3)行駛距離比較法:
      式(6)
      [0049] 例如某電池組按照廠家規(guī)定的要求裝于某車輛在規(guī)定的使用條件下額定行駛距 離應(yīng)為So,但經(jīng)使用一段時(shí)間后實(shí)際行駛距離降低為Se,Se與So之比為:Pc。
      [0050] 為此本充電設(shè)備及其電路在充電工作過(guò)程中控制電池組E的端電壓UE以式(7)所 示的循環(huán)式進(jìn)行循環(huán)變化。
      [0052] 在式(7)中"r表示下降,"―"表示引起,UEJ = Uef ? n,式(8);
      [0053] 在式(8)中Uej表示在充電工作過(guò)程中,充電電流lc = 0時(shí),由電池組E端電壓UE下降 的最低限制電壓,Urf為廠家規(guī)定的單體電池的浮充電壓,n表示串聯(lián)式蓄電池組E中單體電 池的個(gè)數(shù)。
      [0054]本充電設(shè)備及其電路,控制UE按照式7進(jìn)行no次循環(huán)變化,且n<^ 9。
      [0055] 1)由操作旋鈕N1調(diào)節(jié)電阻R43設(shè)定,經(jīng)式(3)計(jì)算所得的UEX,當(dāng)UE上升至U EX時(shí)控制 充電電流下降至0。
      [0056] 2)由操作旋鈕N2調(diào)節(jié)電阻R4Q設(shè)定,經(jīng)式(8)計(jì)算所得的Uej,當(dāng)UE下降至Uej時(shí)控制 充電電流開始上升。
      [0057]為了能使電池組組內(nèi)的單體電池內(nèi)各正負(fù)極板上深處的活性物質(zhì)也能夠得到充 分的電化學(xué)反應(yīng),本充電設(shè)備及其電路在充電工作過(guò)程中始終以高于Uex的峰值電壓Ucm對(duì) 電池組充電:
      [0058] Uc>Ucm>Uex式(2),Uc為充電工作電壓,即電感器Li
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