[发明专利]铅酸蓄电池分时断续压控充电器

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过时段自动控制，适当地切换铅酸蓄电池的充电工况， 从而防止过充或热失控，达到节省能源、电池延寿目标的铅酸蓄电池分时断续 压控充电器。属于电工电子设施。

背景技术

铅酸蓄电池迄今仍是大功率移动供电的主要能源，而欠电、过充则是造成 此类电池提前失效报废的重要原因。现有技术对铅酸蓄电池采用压控+温控的模 式，在汽车修配厂、矿山和家庭(电单车、电瓶灯等)则仅用压控模式，来切 换充电的大电流-浮充工况。这对新电池、备用或小功率输出电池的充电效果 尚可满足要求，但对其它状况的铅酸蓄电池则会造成容量下降、电液蒸发、热 失控或过充，甚至将电池损坏报废。

对旧电池、免维护铅酸蓄电池等进行的试验和大量实际应用均证明：(1)持 续进行大电流充电难以达到规定的端电压，从而使“压控”无效；长时间的大 电流充电不仅浪费能源，而且使得电池升温超标，加速电液蒸发、极板弯曲短 路。(2)持续浮充不仅浪费能源，而且使得极板的反应层过氧化、导致输出功率 明显下降。(3)电池温度超标时，电液蒸发、极板受损均已经发生，“温控”明显 属于事后弥补的措施。且在大多数汽车修配厂、矿山和家庭的充电器上并未使 用温控装置，因此常常出现蓄电池充电至烫手、而端电压仍未达标的状况。

过充电阶段有大量气体析出，直接冲击(气蚀)正极板、并使其上的活性 物质加速脱落；此外，正极板栅合金也由于严重的阳极氧化而腐蚀。铅酸蓄电 池的电液温度过高，将使负极板硫化而致使容量损失并降低寿命。电液蒸发后 酸浓度增加，导致电池的自放电和板栅的腐蚀加速，促使二氧化铅松散脱落。

一方面，现有技术由电池端电压控制切换、长期持续浮充，造成了大量不 必要的电能浪费；另一方面，温控切换滞后于化学反应，压控切换却常常失效， 导致了大量的蓄电池提前报废。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术，发明一种在符合充-放电曲线的前提 下，对铅酸蓄电池的充电过程实施多时段控制，用以解决电池过充或热失控等 难题，明显延长电池寿命且节省充电能量的分时断续压控充电器。

本发明是通过下列结构完成发明目的：铅酸蓄电池分时断续压控充电器由 电源(1)、时段控制装置(2)、时长组合切换开关(3)，充电开关驱动元件(4)、 传统铅酸蓄电池充电部件(5)和导线电连接组成，其中的时段控制装置(2) 包含可控多段定时电路、各时段的长度可以调节，经充电开关驱动元件控制传 统充电部件，使之对铅酸蓄电池分时段提供大电流充电、自动恢复间歇、浮充 电、备用充电的对应能量。

时段控制装置(2)中的可控多段定时电路采用机械定时器、NE555集成块 或其它定时电子元件、门电路均可构成；各时段的时长调节由机械开关或电子 开关切换组合；充电开关驱动元件采用电磁继电器、或光电耦合元件、功率放 大器构成；时段控制装置(2)由电池、或者线性、开关稳压电源，或者直接从 传统充电部件中引出提供能源；电源、时段控制装置、继电器、传统铅酸蓄电 池充电部件可封装在同一个壳罩之中。

时段控制装置(2)采用带多段可调定时软件的单片机，单片机的I/O端口 经充电开关驱动元件控制传统充电部件、使之对铅酸蓄电池分时段提供大电流充 电、自动恢复间歇、浮充电、备用充电的对应能量。

单片机可采用MCS-51系列中带有内部定时器的89C51；充电开关驱动元件 可采用2路光电耦合元件控制电磁继电器，此2路互锁并分别从传统充电部件 输出大电流充电或浮充电的对应能量；控制装置的电源可直接从传统充电部件 中引出，并选用中山市达华电子厂生产的DHA-1-5型开关稳压元件降压后提供； 传统充电部件可选用上海市领瑞有限公司生产的JX-H-36型铅酸蓄电池充电器。

本发明由电源、时段控制装置、时长组合切换开关、充电开关驱动元件、 传统充电部件电连接组成，其中的时段控制装置包含可控多段定时电路，经充 电开关驱动元件控制传统充电部件、使之对铅酸蓄电池分时段提供大电流充电、 自动恢复间歇、浮充电、备用充电的对应能量。

本发明采用“分时断续压控充电”方案，在符合铅酸蓄电池基本充电规律 的前提下解决了上述难题。

多次重复实验和实际应用均表明：