[发明专利]一体化蓄电池充放电过程自适应测控系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种通用一体化蓄电池充放电过程自适应控测系统。特别是涉及一种根据电动车蓄电池组完整生命周期内多变量的实时状态，动态调控电源适配器、负载功率控制器工作在相应的优化状态，使应用实例具有更完善安全、保护功能的一体化蓄电池充电和放电过程自适应控测系统。

背景技术

蓄电池组体温、荷电状态、电解液浓度、隔板液体饱和度、极板活性物质的微观结构等随时都在发生着变化，特别是在恶劣的使用环境下，如公知电动车充电和放电过程的关键控制参数，偏离其充电器、负载功率控制器的设计值甚远。我们以一年为周期考察电动车可能的工作环境温度，其变化范围可达负30至55摄氏度，这意味着蓄电池组的体温变化可能达80摄氏度之巨。

由于蓄电池组的物理性质所致，适宜充电电压必然随其体温发生显著的改变，具体数据后文给出。由于公知电动车的蓄电池充、放电过程控制采用固定参数的技术模式设计、制造，这必然导致充电、放电电压严重偏离最佳值，不仅浪费了大量能源，还直接导致蓄电池组因过充、欠充、过放电而迅速报废。

特别是面向消费者使用的蓄电池组一旦售出，很难得到专业的技术支持、维护。因此，即使长期处于极不适当的充电、放电状态，由于难以直观发现存在的问题，用户自然毫不知情，导致蓄电池的使用寿命与设计寿命虽然差距巨大，却被长期隐藏，甚至连专业人员也习以为常。由于蓄电池组在电信、银行、各种电动车辆等其他行业的使用十分广泛，我们已为此付出了巨大的社会成本和环境成本！

公知电动车充电系统采用外置充电器的技术结构，这样做虽然能够避开各个国家推行的家用电器强制安全认证，却使许多用户只得随车携带外置充电器，虽然不十分不便，也能实现部分用户移动充电的需求。但是，由于其是非抗震、室内应用设计，车体震动极易造成外置充电器损坏，一旦进水、结露还有很大的安全隐患。

由于对蓄电池组充电原理认识上的错误，普遍把充电器的功率做得尽量小，唯恐把蓄电池组充坏，却忽视、回避了由于外置充电器不能适应蓄电池组完整生命周期内多变量的线性和非线性的变化，导致充电、放电过程严重偏离了最佳值，这才是外置充电器，功率控制器成为蓄电池组隐形杀手的关键因素。

公知电动自行车外置充电器与蓄电池连接的插头、插座，大多采用国际通用110V/220V交流市电的电源接口代用，虽然能降低成本、方便更换，却显然违背基本的安全设计原则，存在许多重大安全隐患！如可能将交流市电的高压电源插头直接与蓄电池的低压直流电相连等！对广大消费者的安全、财产构成威胁。由于国际上很难接受这种不规范的电源接口设计，严重制约了电动车的推广应用。

利用通用的110V/220V市电电源为电动车随处快速充电，可无限扩展电动车的骑行半径，外置充电器却带来了电源接口的混乱和重大安全隐患。

同样，蓄电池电量显示装置也应根据蓄电池体温变化做出相应的矫正，只有这样，才能正确显示蓄电池荷电状态、剩余电量，避免误导管理、驾乘人员。

公知电动车的负载功率调控、管理部分的安全、保护功能也存在严重技术、设计缺陷。例如：车速调控机构的脚踏车速调控器或手控转把式车速调控器的接地线一旦开路或输出线与电源线短路，电动车立即进入失控的最高车速状态运行，也即俗称的飞车！对儿童、老年及不熟练的驾乘人员的生命财产构成潜在威胁！

在某些类型的电动车辆上设置有自锁手刹车机构，用于停车时避免车辆的滑行，许多情况下由于不熟悉操作步奏、健忘、突发紧急事由等其他因素，正常行驶前忘记了释放自锁手刹车机构，导致车辆在刹车状态运行，不仅浪费大量电能，时间一长，很可能损坏刹车机构，带来安全隐患。

因此，用户迫切需要一种质量可靠、价格低廉的能够确保蓄电池组完整生命周期内始终处于优化充电、放电、蓄电池体温、荷电状态超限保护、剩余电量显示等，使各种应用实例具有更完善安全、保护功能的一体化蓄电池充电和放电过程自适应测控系统。

发明内容

本发明以公知电动车铅酸蓄电池组的充电、放电过程测控系统存在的种种缺陷为例，提出了经长期实验研究，可通用于发光二极管照明系统、备用电源系统、舰船电源系统、汽车电源系统、太阳能蓄、供电系统等其它应用环境、场合的蓄电池完整生命周期内充电、放电过程自适应测控、管理系统的技术实现方法。

传统铅酸蓄电池组，在几十年以前就可以轻松实现1500——2000次深循环，浮充使用寿命可长达15年～20年(详见机械工业出版社出版的《铅酸蓄电池制造与过程控制》一书，第一章第12页，而目前好的(尤其是电动自行车应用)阀控式密封铅酸蓄电池组的实际深循环使用寿命，只能达到三百多次，其它应用环境、场合的情况也大多如此。