[发明专利]一种可干预充电模式的铅酸电池管理仪

说明书

技术领域

本发明属于铅酸电池技术领域，具体涉及一种可干预充电模式的铅酸电池管理仪。

背景技术

近年来，国内外采用充电技术对电池进行修复和维护的研究开始增多，但维护电池实际应用的充电技术仍以传统的多段式恒流恒压组合充电模式为主，一般仍采用以下一些传统的维护手段：

（1）定期简单的用万用表测量一下各单体电池的开路电压和充电电压，以此来判断电池性能的好坏。

（2）定期对蓄电池进行容量放电测试。

（3）定期采取均衡充电等过充电方式对电池进行维护。

（4）出现硫化的电池根据容量衰减程度不同，分别采取过充电法、反复充电法、水疗法等进行电池修复。

上述电池维护修复手段虽各具其优势，但均需离线进行，且存在技术单一，适用面比较窄等不足之处，而铅酸电池应用范围非常广，电池使用过程面临的问题也比较复杂。为扩大电池维护修复的使用效果和适用范围，本发明在融合相关技术的基础上开发出一种更合理的在线电池管理维护及修复的新装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可根据牵引类铅酸蓄电池因不同环温变化发生性能衰减而实施的高效在线管理、维护及修复的装置。

对牵引类铅酸蓄电池目前大多采用的常规单一充电模式，不考虑不同季节环境温度对电池性能的影响，由此造成有些电池过充而有些电池又充电不足，从而更加剧了电池的硫酸盐化。针对传统充电模式造成电池寿命过短的缺陷，本发明研发出一种集维护与修复功能于一体的蓄电池智能在线管理装置，其主要功能是依据电池在不同季节的环境温度时受电能力的不同而自动调节充电机输出的充电因子，使电池充入恰当而适合的电量，减少电池发生欠充或过充的可能性，从而达到延长电池的使用寿命的目的。对于因硫化造成电池容量下降的旧电池可以通过本发明所提供的合适的过充电量来逐步消除硫化而有效恢复电池容量。根据各地区历史气温的设置通过中央处理器指令，随着季节的变化而干预充电机对铅酸蓄电池的充电参数，使其达到最佳的维护和修复效果。

铅酸电池以多孔性二氧化铅作为正极活性物质，高比表面积多孔结构的海绵状金属铅作为负极活性物质，电解质在充电状态下是相对密度为1.28g/mL-1.34g/mL或者质量分数为37%-45%的硫酸溶液，电池放电时两个电极的活性物质分别转化为硫酸铅，充电时，反应向相反方向进行。

铅酸蓄电池失效可能是多种原因造成的，例如硫化、失水、热失控、活性物质软化脱落、板栅腐蚀等等，在充电不足或欠充的情况下，电池的硫酸盐化将成为一种主要的失效原因。

本发明的主要技术原理是采用设置的先进电子控制技术，改善和优化电池充电机的充电特性，有效地提高了在充电后期电池的充电接受能力，从而达到延长电池使用寿命的目的。

蓄电池的充电问题一直是人们关注的焦点，铅酸蓄电池的充、放电过程是一个复杂的过程，其复杂性表现为：

⑴ 多变量， 影响因素多，诸如电解液的浓度、极板的厚度、活性物质的活性、环境温度等；

⑵ 非线性， 一般来说，蓄电池可接受充电电流在充电过程中随充电时间呈指数规律下降，而非线性下降；

⑶ 离散性， 即使同一类型、相同容量的蓄电池，随着各自使用时放电条件和状况的不同，可接受充电电流也有很大的不同。

如何选择正确、良好的充电方法可以确保电池的使用寿命。电池的充电方法多种多样，充电方法的不同，对蓄电池的影响较大。传统的充电模式有恒流充电、恒压充电和恒流恒压组合充电等，但这些充电方法充电时间长，充电控制要求高，控制不当会对蓄电池本身造成损害，影响蓄电池的使用寿命。随着充电方法研究的深入，国内外陆续提出一些新的充电方法，如分级定流充电法、脉冲式充电法、变电流电压间歇充电法等（如图1中a～f所示），这些充电方法虽在改善和提高电池充电效率方面具有重要的借鉴作用，但大多均未针对季节温度变化而自动对电池进行合理充电因子的设置，并依据此参数对电池进行有效的在线维护、修复及管理。

结合先进的充电特性曲线，本发明提供的可干预充电模式的铅酸电池管理仪（也称护延神）基于脉冲充电技术对电池所起的维护作用，设计软件控制的电子线路发送一定参数的脉冲信号来触发充电器进行相应的充电控制，只需将工作状态下的电池在线接入本在线管理仪－护延神，即可对原有电池充电器的充电曲线进行优化改善及整合，由此对整组或落后电池的性能起到了更为显著的修复和维护作用。

本发明可干预充电模式的铅酸电池管理仪的设计原理：