[实用新型]一种多功能铅酸蓄电池智能维护设备

说明书

技术领域

    本实用新型涉及一种多功能铅酸蓄电池的智能维护设备，是一种进行铅酸蓄电池容量预测和劣化电池容量恢复的智能维护设备。

背景技术

铅酸蓄电池是一种已有一百多年应用历史的储能元件，由于价格便宜，性能稳定，技术和制造工艺成熟，广泛用于电力、通信、汽车、电动车等多个应用领域。与普通铅酸蓄电池相比，阀控密封铅酸蓄电池由于采用内部氧复合技术，大大缓解了电解液的损耗，从而使蓄电池在免维护状态下长期服役，而且具有体积小、防爆、电压稳定、无污染、重量轻、放电性能高、维护量小等优点。然而，由于蓄电池本身的设计、生产工艺及使用维护等原因，电池早期失效现象常有发生，尤其是国产铅酸蓄电池，有的只能使用2～3年，远远低于预期寿命。铅酸蓄电池是一个复杂的电化学体系，蓄电池的性能和寿命取决于制备电极的材料、制造工艺、活性物质的组成、结构及蓄电池运行状态，对它进行快速准确的容量测试是非常困难的。由于蓄电池组是由多个单体电池串联组成，蓄电池组的容量是由整组中容量最小的单体决定，蓄电池组中只要存在任何一只落后单体电池，将使整组电池的容量严重下降，直接导致蓄电池组的有效工作时间减少，从而引发各种事故。针对目前的实际情况，利用现代电池测量技术、信息处理技术、电力电子技术和微处理器控制技术，开发出一种能快速、准确、安全、在线地测试铅酸蓄电池健康状况和实现劣化电池容量恢复的多功能铅酸蓄电池智能维护设备，对延长铅酸蓄电池的使用寿命，降低电源系统的故障率，有着十分重要的意义。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种多功能铅酸蓄电池智能维护设备，使这种智能设备具有铅酸蓄电池容量预测、自动充电、恒流放电和劣化蓄电池容量恢复等多种功能，能快速、准确、安全、在线地测试蓄电池健康状况和实现劣化蓄电池容量恢复，从而延长蓄电池的使用寿命，降低后备电源系统的故障率。

为实现上述目，本实用新型采用如下方案技术：一种多功能铅酸蓄电池智能维护设备，其特征在于：该设备包括：总控单元、充电单元和放电单元，其中：

所述总控单元由ARM9核心板分别与人-机界面和RS-485隔离通信模块相连构成，RS-485隔离通信模块通过RS-485总线与充电单元和放电单元连接并进行数据通信； 所述充电单元包括PIC微处理器、人－机接口电路、RS-485模块、电压电流检测模块和充电模块，其中：PIC微处理器分别与人－机接口电路、RS-485模块、电压电流检测模块和充电模块连接;所述放电单元包括PIC微处理器、人-机接口电路、RS-485模块、电压电流温度检测模块、PTC驱动模块和PTC模块，其中：PIC微处理器分别与人-机接口电路、RS-485模块、电压电流温度检测模块和PTC驱动模块连接，PTC模块和PTC驱动模块连接。

所述PIC微处理器外接了一个RSM485HT转换模块将PIC微处理器的串口TTL电平转换为RS-485接口电平，实现所述总控单元与充电单元和放电单元之间的通信；铅酸蓄电池分别与电压电流检测模块、充电模块和电压电流温度检测模块连接。

所述PTC模块由若干片PTC热敏电阻并联构成；PIC微处理器输出PWM调制信号，经过光耦隔离和多路电平转换后得到若干路功率放大的PWM信号; 功率放大后的PWM信号输入PTC驱动模块后，控制PTC模块的若干片PTC热敏电阻，完成恒流放电。

所述总控单元还包括以太网接口和USB接口。

所述总控单元负责协调充电单元和放电单元的工作，同时将收集到的数据进行综合分析，预测蓄电池的剩余容量，实现劣化蓄电池的多次小电流循环充放电容量恢复；充电单元负责蓄电池维护中对电池进行不同模式的充电处理；放电单元负责对蓄电池进行恒电流放电。总控单元的硬件实现采用了三星公司的S3C2440处理器（ARM9核），利用ARM9核的快速运算能力，在线进行蓄电池容量预测。根据容量预测理论，利用遗传算法和BP神经网络进行计算得出蓄电池的剩余容量。人－机界面选用了4吋液晶屏，配合6个按键使操作简便。总控单元设计了以太网接口和USB接口，这些接口保证了在多种情况下，总能与PC机进行数据交互，尤其是USB接口能随时得到设备的内部数据。

本实用新型的优点是：

（1）采用多个微处理器联合工作，构成分布式控制系统，系统的监控和数据处理功能、充电功能和放电功能由三个单元独立完成，各单元可以独立工作或联机工作，提高了系统的可靠性和使用灵活性。