[发明专利]智能化二元闭环充电装置

说明书

本发明属于铅酸和碱性蓄电池的充电装置。

自从蓄电池的出现，便出现了充电工艺及其装置的研究，到目前为止，充电的基本工艺仍然局限在“定电压充电”和“定电流充电”这两种落后的传统模式上，如美国专利US-4392101，US-3852652。

因没有充电过程中充电电化学反应状态技术参数的自动采集方法，充电工艺一直是直接或间接地由“充电装置→充电操作工→蓄电池”三要素构成的三元开环模式;充电工艺参数的确定（或设定）和调整，完全凭充电操作工的经验及蓄电池厂家提供的经验公式，与蓄电池的实际要求有很大差距，严重影响了充电技术的发展。

本发明的目的在于研究一种新的充电过程中技术参数的采集方法、采集系统、新的变流电路和特殊充电模式，彻底改变充电技术的落后状态。

本发明的核心是发明了充电过程中的充电电化学反应实际状态的检测技术、给定充电电化学反应理想状态充电工艺及特殊的充电模式、高效倍角移相整流电路，采用以上技术研制的由“充电机←→蓄电池”两要素构成的智能化二元闭环充电装置，与现有各种充电装置的显著区别在于：充电过程中，充电电流、电压的调整勿需人工干预、完全由充电装置根据在充蓄电池的实际技术状况动态跟踪在充蓄电池的实际可接受充电电流，采用智化综合控制技术使充电过程中充电电流始终与蓄电池实际可接受充电电流一致，保证充电过程始终都在微量析气的理想状态下进行，同时采用了模块化的结构。

图（1）是本发明的原理框图：（1）是控制器、（2）是电源输入模块、（3）是电压变换模块、（4）是电流变换模块、（6）是温度传感器、（5）是被充蓄电池。

控制器和每个功能模块可由多种电路组成，选用不同的模块组合和改变控制器的编码，可组装成多种型号和规格的充电装置。

电源输入模块（2）的功能是系统电源的接通与断开及故障保护;电压变换模块（3）的功能是将输入交流电源与电流变换模块（4）的输入电源电隔离和电压变换;电流变换模块（4）的功能是通过调相整流或高频变流为充电提供可控电流和为控制器提供必要的信号源。

该充电装置明显地区别于现有充电装置的特点是：由充电装置和蓄电池构成的智能化二元闭环充电模式，代替了传统的由充电装置→充电操作工→蓄电池构成的三元开环充电模式。该装置的充电工作勿需人工干预，而是由充电装置根据蓄电池的实际技术状况适时自动设定和调整充电电流、电压及适时进行故障检测与处理。充电过程中根据在充蓄电池的充电电化学反应的实际状态适时闭环动态调整充电工艺参数，使充电电流始终与电池的可接受充电电流一致。

电源输入模块（2）见图（2）、（3）：图（2）是单相输入电路，由输入熔断器RD1，自动开关K和固态继电器SSR1组成，SSR1是主回路电源继电器，SSR1的接通与断开，由控制器（1）经5、6端输入的控制信号控制，自动开关K用于短路保护、过载保护及整机电源的接通与断开。

图（3）是三相电源输入电路，工作原理同图（2）。

电压变换模块见图（4）、（5）、（6）、（7）：图（5）是单相电压变换模馈梀L1、L2是输入绕组，将其串联或并联后与电源输入模块的输出端3、4相连接，L3、L4是输出绕组，与电流变换模块输入端1、2、3相连接，L5是同步绕组，为控制器调相系统同步信号发生电路提供工频同步信号源。

图（4）是三相Y/Y接法的电压变换模块，图（6）是三相Y/△接法电压变换模块，L1是输入绕组，L2是输出绕组，L3是同步绕组，工作原理同图（5）。

图（7）是高频充电装置电压变换模块，工频交流电从ABC端输入，经二极管D101-104整流、电容器C滤波变换成高压直流电从12端输出到电流变换模块的输入端12，为其提供电源。

电流变换模块见图（8）、（9）、（10），图（8）是倍角移相电流变换模块电路，SR1    SR2、SR3是调相晶闸管。D1、D2是整流二极管，RD1、RD2是快速熔断器。

电流经1、2、3端从电压变换模块（3）的1、2、3输入，变流后由十、一极端子输出，19、23、26是控制信号输入端，与功率放大器（19）的19    23    26连接，RFZ是电流感应电阻，10是电流感应信号输出端，与电流感应信号放大电路输入端10连接。

其工作过程是：开始移相时，首先是晶闸管SR1开始在0-180度范围内移相，晶闸管SR2、3被封锁;当晶闸管SR1控制角接近零度时，晶闸管SR2    SR3适时加入移相，晶闸管SR2、3的移相范围也是0-180度，即半周内总的移相角为360度。这种移相方式称为倍角移相。