蓄电池内化成充放电装置及内化成充放电设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电池内化成技术领域，特别涉及一种铅酸蓄电池快速充放电装置，及采用该充放电装置的内化成充放电设备。
【背景技术】
[0002]随着人类社会的发展，人类环境的变化和节能减排的呼声越来越高，国家于2012年7月实施了《铅酸蓄电池行业准入条件》，禁止新建、改扩建干式荷电铅蓄电池生产项目，但蓄电池作为二次能源的主体地位，已远远不能满足社会的需求。在铅酸蓄电池生产工艺过程中，需要对生电池进行充放电，这一过程简称化成。目前，蓄电池行业的生极板化成有两种工艺，一是极板外化成，这种工艺化成时间短(大约24h左右)，在化成时会产生大量的酸雾，对环境污染很大;二是电池内化成，这种工艺产生的酸雾较少，但化成时间较长，最长近100h，最短的也要70h。为减少化成工艺对环境的污染，内化成工艺成为目前电池行业重点关注和研究的方向，但由于其化成时间长的弊端，严重地限制了内化成工艺的应用效果，成为内化成工艺中亟待解决的问题。
[0003]目前，在电池内化成行业一直采用的是以恒流恒压为主、三充两放的传统工艺，其中主要的工艺设备为铅酸蓄电池化成充放电设备，设备的主体框架结构如图1所示。该装置的电路部分主要包括由六只可控硅组成的整流器，在整流器输出正端串联L电抗器，和两组接触器KMl、KM2 ；其工作原理是:当设备对蓄电池DC充电时，充电的电能从交流电网经可控硅整流器、电抗器L、接触器KMl闭合流向电池DC;当蓄电池DC需放电时，接触器KMl退出闭合，KM2闭合，经电抗器L、可控硅整流器流向电网。现有充放电装置所使用的充放电主回路，在充电时不能很好地解决化学极化、浓差极化、温升和析气等问题，不仅影响了电池的质量，而且无法解决化成时间长的问题。同时，传统的内化成工艺模式无法解决充电电流波形对电池内化成质量的问题，严重地影响了电池的化成质量。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于解决现有内化成充放电设备存在的内化成时间长，化成过程中电池温升高，化成质量不稳定的弊端，提供一种蓄电池内化成充放电装置和充放电设备，在不改变电池原有配方情况下，可极大地缩短内化成时间，提高化成后的电池容量、充放电次数、电池的使用寿命及电池配组比率。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型采用了以下技术方案:
[0006]—种蓄电池内化成充放电装置，包括电源单元、脉冲信号产生单元、信号隔离放大单元、IGBT功率单元和反馈单元;所述电源单元为装置中其它各单元电路提供工作电压;所述脉冲信号产生单元连接信号隔离放大单元，经隔离放大的脉冲信号输入IGBT功率单元；所述IGBT功率单元包括充电电路、放电电路和调节电路，充电电路对蓄电池进行充电，放电电路对蓄电池进行放电，调节电路根据蓄电池的充放电状态对蓄电池进行放电，脉冲信号分别控制充电电路、放电电路和调节电路的导通;所述反馈单元连接脉冲信号产生单元，用于采集蓄电池充放电过程中的参数，脉冲信号产生单元根据采集的参数控制脉冲信号的叠加组合输出。
[0007]进一步地，所述脉冲信号产生单元包括一控制单元，所述控制单元对输入的脉冲信号进行叠加组合，输出充电脉冲信号、放电脉冲信号和调节脉冲信号。
[0008]更进一步地，所述充电电路包括第一开关管Ql，第一开关管Ql栅极连接充电脉冲信号输出端，源极和发射极分别连接充电电源和蓄电池;所述放电电路包括第二开关管Q2和放电电阻RX，第二开关管Q2栅极连接放电脉冲信号输出端，源极通过放电电阻RX连接蓄电池;所述调节电路包括第三开关管Q3和反馈电阻R9，第三开关管Q3栅极连接调节脉冲信号输出端，源极通过反馈电阻R9连接蓄电池;第二开关管Q2和第三开关管Q3的发射极接地。
[0009]更进一步地，所述反馈单元包括温度采集电路，温度采集电路连接脉冲信号产生单元。
[0010]更进一步地，所述反馈单元包括电流、电压采集电路，电流、电压采集电路分别连接脉冲信号产生单元。
[0011]本实用新型还涉及一种蓄电池内化成充放电设备，包括强电系统和弱电系统，所述强电系统包括电源供应模块、充放电转换模块和上述充放电装置，所述电源供应模块、充放电转换模块和充放电装置依次连接，所述弱电系统包括控制驱动电路、温度传感器、电压互感器和电流互感器，控制驱动电路分别连接电源供应模块和充放电转换模块，温度传感器、电压互感器和电流互感器分别连接充放电装置。
[0012]进一步地，所述弱电系统包括微处理单元，所述微处理单元分别连接控制驱动电路和充放电装置。
[00?3 ] 更进一步地，所述弱电系统连接PC上位机，所述PC上位机与微处理单元连接。
[0014]更进一步地，所述电源供应模块包括电源变压器、三相整流逆变电路和PFC校正电路，电源变压器、三相整流逆变电路和PFC校正电路依次连接，三相整流逆变电路连接控制驱动电路。
[0015]本实用新型所具有的有益效果:
[0016]I)该蓄电池内化成充放电装置和设备采用正向大电流叠加组合脉冲充电、瞬间负向叠加组合脉冲放电，并通过自动检测蓄电池在内化成过程中的温度高低、电流大小变化和电压上升速率，控制叠加组合脉冲的输出，实现对蓄电池充放电过程的实时控制;在不改变蓄电池原有配方和工艺的情况下，很好地解决了现有蓄电池内化成过程中存在的化学极化、浓差极化和温升、析气等问题，极大地缩短了内化成时间，使蓄电池内化成时间从原来的96小时以上缩减至48小时以内，内化成时间可缩短一半以上。
[0017]2)提高电池化成质量；采用该装置和设备电池配组比率可提高20%，由原来的60%?70%提高到80%?90% ；
[0018]3)提高电池的使用寿命；电池全充全放次数提高了30?50次左右，由常规的250?300次提高到300?330次；
[0019]4)降低生产成本，使用该装置和设备可节约蓄电池内化成工艺过程中的电能消耗15%左右；
[0020]5)该充放电装置可用于对原有常规内化成设备的升级改造，在常规内化成设备的基础上加入该充放电装置即可实现上述组合脉冲充放电功能，提高了常规内化成装置的利用率，可有效降低升级改造成本。
【附图说明】
[0021]图1为现有蓄电池内化成充放电设备电路原理结构图。
[0022]图2为本实用新型蓄电池内化成充放电设备结构框图。
[0023]图3为本实用新型蓄电池内化成充放电设备电路原理结构图。
[0024]图4为本实用新型蓄电池内化成充放电装置电路图。
[0025]图5为本实用新型蓄电池内化成充放电装置中脉冲信号产生单元厚膜电路及其外围电路图。
[0026]图中:1、电源变压器，2、三相整流逆变电路，3、PFC校正电路，4、充放电转换模块，
5、蓄电池内化成充放电装置，6、蓄电池DC，7、微处理单元，8、控制驱动电路，9、PC上位机，
10、温度传感器。
[0027]A、电源单元;B、脉冲信号产生单元;C、信号隔离放大单元和IGBT功率单元。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图对本【实用新型内容】作具体的说明。
[0029]—种蓄电池内化成充放电装置，包括电源单元、脉冲信号产生单元、信号隔离放大单元、IGBT功率单元和反馈单元;所述电源单元为装置中其它各单元电路提供工作电压;所述脉冲信号产生单元连接信号隔离放大单元，经隔离放大的脉冲信号输入IGBT功率单元；所述IGBT功率单元包括充电电路、放电电