交替双脉电流去铅酸蓄电池硫化装置和方法

交替双脉电流去铅酸蓄电池硫化装置和方法
【专利摘要】本发明公开了交替双脉电流去铅酸蓄电池硫化装置和方法。它包括交流电源系统、交直流转换单元、双脉冲电流输出单元、中央处理单元、环境温度检测单元、蓄电池温度检测单元、蓄电池电压检测单元、输出电流检测单元和人机交互界面，交流电源系统、交直流转换单元和双脉冲电流输出单元依次连接，双脉冲电流输出单元连接输出电流检测单元和蓄电池，双脉冲电流输出单元、输出电流检测单元、蓄电池电压检测单元、蓄电池温度检测单元、环境温度检测单元和人机交互界面均连接中央处理单元，蓄电池电压检测单元和蓄电池温度检测单元连接蓄电池。本发明的有益效果是：保护蓄电池的完好性，去除铅酸蓄电池硫化，提高已硫化蓄电池储电能力，提高了修复效率。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及铅酸蓄电池相关【技术领域】，尤其是指交替双脉电流去铅酸蓄电池硫化 装置和方法。 交替双脉电流去铅酸蓄电池硫化装置和方法

【背景技术】
[0002] 电池硫化是指：蓄电池在每次放电后，正负极板的不同活性物质均转变为硫酸铅， 充电后各自还原回不同的活性物质。而经常过放电、小电流深放电、低温大电流放电、补充 电不及时、充电不充足、酸液密度过高、电池内部缺水、长期搁置时，极板表面的硫酸铅堆积 过量且在电解液中溶解，呈饱和状态，这些硫酸铅微粒在温度、酸浓度的波动下，重新结晶 析出在极板表面。由于多晶体系倾向于减小其表面自由能的结果，重组析出后的结晶呈增 大、增厚趋势。由于硫酸铅是难溶电解质，重组后的结晶体其比表面积减小，在电解液中的 溶解度和溶解速度降低。硫酸铅附着在极板表面和微孔中阻碍了电池的正常扩散反映，且 硫酸铅电导不良阻值大，致使电池在正常的充电中欧姆极化、浓差极化增大，充电接受率降 低，在活性物质尚未充分转化时已达极化电压产生水分解，电池迅速升温使充电不能继续 下去进而，从而降低蓄电池的储电能力。
[0003] 现有的电池脱硫方式主要以添加化学药剂和大电流充电深度放电为主。其中添加 化学药剂会改变电池液原有的化学成分，从而形成新的结晶，蓄电池会在短时间的容量提 升后彻底损坏：大电流充电和深度放电会使蓄电电池在充电中发热严重极板软化，活性物 质脱落，深度放电会使可循环利用得不稳定硫酸铅变成稳定形态的硫酸铅从而没法再进行 充电反应。这些方法都对蓄电池的使用寿命有很大不良作用。


【发明内容】

[0004] 本发明是为了克服现有技术中存在上述的不足，提供了一种去除铅酸蓄电池硫化 且提高已硫化蓄电池储电能力的交替双脉电流去铅酸蓄电池硫化装置和方法。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0006] 交替双脉电流去铅酸蓄电池硫化装置，包括：
[0007] 交流电源系统，用于给装置提供电源；
[0008] 交直流转换单元，用于产生参数可以改变的直流电；
[0009] 双脉冲电流输出单元，使得直流电产生脉冲电流一和脉冲电流二；
[0010] 中央处理单元，实时接受蓄电池的各项参数和人工设定指令，并发出指令控制脉 冲电流一和脉冲电流二；
[0011] 环境温度检测单元，实时检测环境温度；
[0012] 蓄电池温度检测单元，实时检测蓄电池温度；
[0013] 蓄电池电压检测单元，实时检测蓄电池电压；
[0014] 输出电流检测单元，检测脉冲电流一和脉冲电流二的实时输出电流；
[0015] 人机交互界面，用于设定该蓄电池修复基准电压，基准温度和初始脉冲电流一和 脉冲电流二的大小；
[0016] 其中，所述的脉冲电流一和脉冲电流二采取单面斜坡的矩形脉冲电流；所述的交 流电源系统、交直流转换单元和双脉冲电流输出单元依次连接，所述的双脉冲电流输出单 元连接输出电流检测单元和蓄电池，所述的双脉冲电流输出单元、输出电流检测单元、蓄电 池电压检测单元、蓄电池温度检测单元、环境温度检测单元和人机交互界面均连接中央处 理单元，所述的蓄电池电压检测单元和蓄电池温度检测单元连接蓄电池。
[0017] 脉冲电流一和脉冲电流二采取单面斜坡的矩形脉冲电流，减少了对接近蓄电池两 端的单体冲击，有利的保护蓄电池的完好性，通过脉冲电流一和脉冲电流二交替双脉电流 去除铅酸蓄电池硫化，提高已硫化蓄电池储电能力。利用脉冲电流一和脉冲电流二不间断 的给蓄电池供电，蓄电池电压持续升高，达到一个合理的电压点，以该电压为基准线上下波 动，与现有的使电压持续升高相比，有效的保护了蓄电池，又不会造成蓄电池电压太高而暂 停修复，从而提高了修复效率。利用脉冲电流一和脉冲电流二不间断的给蓄电池供电，蓄电 池温度持续升高，达到一个最大允许的温度，使蓄电池始终处于上述温度之下，与现有的使 温度持续升高相比，有效的保护了蓄电池，又不会造成蓄电池温度太高而暂停修复，从而提 高了修复效率。
[0018] 作为优选，还包括装置温度检测单元和装置保护单元，所述的装置温度检测单元 和装置保护单元均连接中央处理单元。装置温度检测单元实时检测装置温度，并把上述温 度信号反馈给中央处理单元，并在人机交互界面显示，若上述温度过高，装置保护单元对整 个装置进行保护。
[0019] 作为优选，还包括输出电压检测单元，所述的输出电压检测单元连接中央处理单 元。用于检测实时的输出电压，并把检测到得参数实时反馈给中央处理单元。
[0020] 作为优选，还包括蓄电池保护单元，所述的蓄电池保护单元连接在中央处理单元 与蓄电池之间。避免蓄电温度过高和电压过高对蓄电池造成损坏。
[0021] 作为优选，还包括报警单元，所述的报警单元连接中央处理单元。及时报警来提醒 操作人员采取措施保护装置的安全。
[0022] 基于交替双脉电流去铅酸蓄电池硫化装置的交替双脉电流去铅酸蓄电池硫化方 法，利用脉冲电流一和脉冲电流二不间断的给蓄电池供电，蓄电池电压持续升高，达到一个 合理的电压点，以该电压为基准线上下波动；蓄电池温度持续升高，达到一个最大允许的温 度，使蓄电池始终处于该温度之下；具体操作步骤如下：
[0023] (5)根据蓄电池规格和环境温度检测单元检测到的环境温度通过人机交互界面设 定该蓄电池的修复基准电压，基准温度和初始脉冲电流一和脉冲电流二的大小；
[0024] (6)蓄电池电压检测单元和蓄电池温度检测单元实时检测蓄电池的电压和温度；
[0025] (7)修复过程中，判断蓄电池的温度与设定的基准温度，以及蓄电池的电压与设定 的基准电压，中央处理单元通过控制双脉冲电流输出单元调整脉冲电流一和脉冲电流二的 输出；
[0026] (8)脉冲电流一和脉冲电流二持续给蓄电池充电，蓄电池储存电荷越来越多，维持 基准电压需要的电流越来越小，当输出的脉冲电流一和脉冲电流二的平均电流等同于脉冲 电流二时，整个修复过程结束。
[0027] 作为优选，在步骤（3)中，所述的脉冲电流一和脉冲电流二采取单面斜坡的矩形 脉冲电流，如果蓄电池的实际温度高于设定的基准温度，无论蓄电池的实际电压是否达到 修复的基准电压，中央处理单元通过控制双脉冲电流输出单元减少脉冲电流一的输出，增 多电流二的输出；如果蓄电池的实际温度低于设定的基准温度，蓄电池的实际电压高于设 定的基准电压，中央处理单元通过控制双脉冲电流输出单元减少脉冲电流一的输出，增多 电流二的输出；如果蓄电池的实际温度低于设定的基准温度，蓄电池的实际电压低于设定 的基准电压，中央处理单元通过控制双脉冲电流输出单元增加脉冲电流一的输出，减少脉 冲电流二的输出。
[0028] 作为优选，在步骤（3)中，输出电流检测单元和输出电压检测单元实时检测输出 脉冲电流一和脉冲电流二的信号，将上述信号反馈给中央处理单元，并显示到人机交互界 面，中央处理单元根据上述信号的判断装置是否正确输出所需的脉冲电流一和脉冲电流 二，如果脉冲电流一和脉冲电流二的检测信号不正确，中央处理单元在人机交互界面显示 错误信息并通过报警单元进行报警，同时装置保护单元对整个装置进行保护，关闭双脉冲 电流输出单元；如果脉冲电流一和脉冲电流二的检测信号正常，维持正常修复程序。
[0029] 作为优选，在步骤（3)中，装置温度检测单元实时检测装置温度，并把上述温度信 号反馈给中央处理单元，并在人机交互界面显示，若上述温度过高，装置保护单元对整个装 置进行保护，通过中央处理单元关闭双脉冲电流输出单元。
[0030] 作为优选，若蓄电池温度检测单元检测到的蓄电池温度过高，或者蓄电池电压检 测单元检测到的蓄电池电压过高，蓄电池保护单元对蓄电池进行保护，通过中央处理单元 关闭双脉冲电流输出单元。
[0031] 本发明的有益效果是：保护蓄电池的完好性，去除铅酸蓄电池硫化，提高已硫化蓄 电池储电能力，提高了修复效率。

【专利附图】

【附图说明】
[0032] 图1是本发明的结构框图。
[0033] 图中：1.中央处理单元，2.交流电源系统，3.交直流转换单元，4.双脉冲电流输出 单元，5.环境温度检测单元，6.蓄电池温度检测单元，7.蓄电池电压检测单元，8.输出电流 检测单元，9.输出电压检测单元，10.人机交互界面，11.装置温度检测单元，12.装置保护 单元，13.蓄电池保护单元，14.报警单元。

【具体实施方式】
[0034] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步的描述。
[0035] 如图1所述的实施例中，交替双脉电流去铅酸蓄电池硫化装置，包括：
[0036] 交流电源系统2,用于给装置提供电源；
[0037] 交直流转换单元3,用于产生参数可以改变的直流电；
[0038] 双脉冲电流输出单元4,使得直流电产生脉冲电流一和脉冲电流二；
[0039] 中央处理单元1，实时接受蓄电池的各项参数和人工设定指令，并发出指令控制脉 冲电流一和脉冲电流二；
[0040] 环境温度检测单元5,实时检测环境温度；
[0041] 蓄电池温度检测单元6,实时检测蓄电池温度；
[0042] 蓄电池电压检测单元7,实时检测蓄电池电压；
[0043] 输出电流检测单元8,检测脉冲电流一和脉冲电流二的实时输出电流；
[0044] 输出电压检测单元9,检测脉冲电流一和脉冲电流二的实时输出电压；
[0045] 人机交互界面10,用于设定该蓄电池修复基准电压，基准温度和初始脉冲电流一 和脉冲电流二的大小；
[0046] 装置温度检测单元11，实时检测装置温度；
[0047] 装置保护单元12,保护装置以免产生损坏；
[0048] 蓄电池保护单元13,避免蓄电温度过高和电压过高对蓄电池造成损坏；
[0049] 报警单元14,及时报警来提醒操作人员采取措施保护装置的安全；
[0050] 其中，脉冲电流一和脉冲电流二采取单面斜坡的矩形脉冲电流；交流电源系统2、 交直流转换单元3和双脉冲电流输出单元4依次连接，双脉冲电流输出单元4连接输出电 流检测单元8和蓄电池，双脉冲电流输出单元4、输出电流检测单元8、输出电压检测单元9、 蓄电池电压检测单元7、蓄电池温度检测单元6、环境温度检测单元5、人机交互界面10、装 置温度检测单元11、装置保护单元12、蓄电池保护单元13和报警单元14均连接中央处理 单元1，蓄电池电压检测单元7、蓄电池温度检测单元6和蓄电池保护单元13连接蓄电池。
[0051] 基于交替双脉电流去铅酸蓄电池硫化装置的交替双脉电流去铅酸蓄电池硫化方 法，其特征是，利用脉冲电流一和脉冲电流二不间断的给蓄电池供电，蓄电池电压持续升 高，达到一个合理的电压点，以该电压为基准线上下波动；蓄电池温度持续升高，达到一个 最大允许的温度，使蓄电池始终处于该温度之下；具体操作步骤如下：
[0052] (1)根据蓄电池规格和环境温度检测单元5检测到的环境温度通过人机交互界面 10设定该蓄电池的修复基准电压，基准温度和初始脉冲电流一和脉冲电流二的大小；
[0053] (2)蓄电池电压检测单元7和蓄电池温度检测单元6实时检测蓄电池的电压和温 度；
[0054] (3)修复过程中，判断蓄电池的温度与设定的基准温度，以及蓄电池的电压与设定 的基准电压，中央处理单元1通过控制双脉冲电流输出单元4调整脉冲电流一和脉冲电流 二的输出；
[0055] (4)脉冲电流一和脉冲电流二持续给蓄电池充电，蓄电池储存电荷越来越多，维持 基准电压需要的电流越来越小，当输出的脉冲电流一和脉冲电流二的平均电流等同于脉冲 电流二时，整个修复过程结束。
[0056] 其中：在步骤（3)中，所述的脉冲电流一和脉冲电流二采取单面斜坡的矩形脉冲 电流，如果蓄电池的实际温度高于设定的基准温度，无论蓄电池的实际电压是否达到修复 的基准电压，中央处理单元1通过控制双脉冲电流输出单元4减少脉冲电流一的输出，增多 电流二的输出；如果蓄电池的实际温度低于设定的基准温度，蓄电池的实际电压高于设定 的基准电压，中央处理单元1通过控制双脉冲电流输出单元4减少脉冲电流一的输出，增多 电流二的输出；如果蓄电池的实际温度低于设定的基准温度，蓄电池的实际电压低于设定 的基准电压，中央处理单元1通过控制双脉冲电流输出单元4增加脉冲电流一的输出，减少 脉冲电流二的输出。若蓄电池温度检测单元6检测到的蓄电池温度过高，或者蓄电池电压 检测单元7检测到的蓄电池电压过高，蓄电池保护单元13对蓄电池进行保护，通过中央处 理单元1关闭双脉冲电流输出单元4。
[0057] 在步骤（3)中，输出电流检测单元8和输出电压检测单元9实时检测输出脉冲电 流一和脉冲电流二的信号，将上述信号反馈给中央处理单元1，并显示到人机交互界面10， 中央处理单元1根据上述信号的判断装置是否正确输出所需的脉冲电流一和脉冲电流二， 如果脉冲电流一和脉冲电流二的检测信号不正确，中央处理单元1在人机交互界面10显示 错误信息并通过报警单元14进行报警，同时装置保护单元12对整个装置进行保护，关闭双 脉冲电流输出单元4 ;如果脉冲电流一和脉冲电流二的检测信号正常，维持正常修复程序。
[0058] 在步骤（3)中，装置温度检测单元11实时检测装置温度，并把上述温度信号反馈 给中央处理单元1，并在人机交互界面10显示，若上述温度过高，装置保护单元12对整个装 置进行保护，通过中央处理单元1关闭双脉冲电流输出单元4。
[0059] 脉冲电流一采取单面斜坡的矩形脉冲电流，减少瞬间大电流对初始的几个单体的 冲击；脉冲电流二采取单面斜坡的矩形脉冲电流，既不会冲击初始的单体，又不会暂停电流 输出，有利的保护电池的完好性。利用脉冲电流一和脉冲电流二不间断的给蓄电池供电，蓄 电池电压持续升高，达到一个合理的电压点，以为该电压为基准线上下波动，与现有的使电 压持续升高相比，有效的保护了蓄电池，又不会造成电池电压太高而暂停修复，从而提高了 修复效率。利用脉冲电流一和脉冲电流二不间断的给蓄电池供电，蓄电池温度持续升高，达 到一个最大允许的温度，使电池始终处于上述温度之下，与现有的使温度持续升高相比，有 效的保护了蓄电池，又不会造成电池温度太高而暂停修复，从而提高了修复效率。
【权利要求】
1. 交替双脉电流去铅酸蓄电池硫化装置，其特征是，包括： 交流电源系统（2)，用于给装置提供电源； 交直流转换单元（3)，用于产生参数可以改变的直流电； 双脉冲电流输出单元（4)，使得直流电产生脉冲电流一和脉冲电流二； 中央处理单元（1)，实时接受蓄电池的各项参数和人工设定指令，并发出指令控制脉冲 电流一和脉冲电流二； 环境温度检测单元（5)，实时检测环境温度； 蓄电池温度检测单元（6)，实时检测蓄电池温度； 蓄电池电压检测单元（7)，实时检测蓄电池电压； 输出电流检测单元（8)，检测脉冲电流一和脉冲电流二的实时输出电流； 人机交互界面（10)，用于设定该蓄电池修复基准电压，基准温度和初始脉冲电流一和 脉冲电流二的大小； 其中，所述的脉冲电流一和脉冲电流二采取单面斜坡的矩形脉冲电流；所述的交流电 源系统（2)、交直流转换单元（3)和双脉冲电流输出单元（4)依次连接，所述的双脉冲电流 输出单元（4)连接输出电流检测单元（8)和蓄电池，所述的双脉冲电流输出单元（4)、输出 电流检测单元（8)、蓄电池电压检测单元（7)、蓄电池温度检测单元（6)、环境温度检测单元 (5)和人机交互界面（10)均连接中央处理单元（1)，所述的蓄电池电压检测单元（7)和蓄 电池温度检测单元（6)连接蓄电池。
2. 根据权利要求1所述的交替双脉电流去铅酸蓄电池硫化装置，其特征是，还包括装 置温度检测单元（11)和装置保护单元（12)，所述的装置温度检测单元（11)和装置保护单 元（12)均连接中央处理单元（1)。
3. 根据权利要求1所述的交替双脉电流去铅酸蓄电池硫化装置，其特征是，还包括输 出电压检测单元（9)，所述的输出电压检测单元（9)连接中央处理单元（1)。
4. 根据权利要求1所述的交替双脉电流去铅酸蓄电池硫化装置，其特征是，还包括蓄 电池保护单元（13)，所述的蓄电池保护单元（13)连接在中央处理单元（1)与蓄电池之间。
5. 根据权利要求1或2或3或4所述的交替双脉电流去铅酸蓄电池硫化装置，其特征 是，还包括报警单元（14)，所述的报警单元（14)连接中央处理单元（1)。
6. 基于交替双脉电流去铅酸蓄电池硫化装置的交替双脉电流去铅酸蓄电池硫化方法， 其特征是，利用脉冲电流一和脉冲电流二不间断的给蓄电池供电，蓄电池电压持续升高，达 到一个合理的电压点，以该电压为基准线上下波动；蓄电池温度持续升高，达到一个最大允 许的温度，使蓄电池始终处于该温度之下；具体操作步骤如下： (1) 根据蓄电池规格和环境温度检测单元（5)检测到的环境温度通过人机交互界面 (10)设定该蓄电池的修复基准电压，基准温度和初始脉冲电流一和脉冲电流二的大小； (2) 蓄电池电压检测单元（7)和蓄电池温度检测单元（6)实时检测蓄电池的电压和温 度； ⑶修复过程中，判断蓄电池的温度与设定的基准温度，以及蓄电池的电压与设定的基 准电压，中央处理单元（1)通过控制双脉冲电流输出单元（4)调整脉冲电流一和脉冲电流 二的输出； (4)脉冲电流一和脉冲电流二持续给蓄电池充电，蓄电池储存电荷越来越多，维持基准 电压需要的电流越来越小，当输出的脉冲电流一和脉冲电流二的平均电流等同于脉冲电流 二时，整个修复过程结束。
7. 根据权利要求6所述的交替双脉电流去铅酸蓄电池硫化方法，其特征是，在步骤（3) 中，所述的脉冲电流一和脉冲电流二采取单面斜坡的矩形脉冲电流，如果蓄电池的实际温 度高于设定的基准温度，无论蓄电池的实际电压是否达到修复的基准电压，中央处理单元 (1)通过控制双脉冲电流输出单元（4)减少脉冲电流一的输出，增多电流二的输出；如果蓄 电池的实际温度低于设定的基准温度，蓄电池的实际电压高于设定的基准电压，中央处理 单元（1)通过控制双脉冲电流输出单元（4)减少脉冲电流一的输出，增多电流二的输出；如 果蓄电池的实际温度低于设定的基准温度，蓄电池的实际电压低于设定的基准电压，中央 处理单元⑴通过控制双脉冲电流输出单元（4)增加脉冲电流一的输出，减少脉冲电流二 的输出。
8. 根据权利要求6或7所述的交替双脉电流去铅酸蓄电池硫化方法，其特征是，在步 骤（3)中，输出电流检测单元（8)和输出电压检测单元（9)实时检测输出脉冲电流一和脉 冲电流二的信号，将上述信号反馈给中央处理单元（1)，并显示到人机交互界面（10)，中央 处理单元（1)根据上述信号判断装置是否正确输出所需的脉冲电流一和脉冲电流二，如果 脉冲电流一和脉冲电流二的检测信号不正确，中央处理单元（1)在人机交互界面（10)显示 错误信息并通过报警单元（14)进行报警，同时装置保护单元（12)对整个装置进行保护，关 闭双脉冲电流输出单元（4);如果脉冲电流一和脉冲电流二的检测信号正常，维持正常修 复程序。
9. 根据权利要求6或7所述的交替双脉电流去铅酸蓄电池硫化方法，其特征是，在步 骤（3)中，装置温度检测单元（11)实时检测装置温度，并把上述温度信号反馈给中央处理 单元（1)，并在人机交互界面（10)显示，若上述温度过高，装置保护单元（12)对整个装置进 行保护，通过中央处理单元（1)关闭双脉冲电流输出单元（4)。
10. 根据权利要求7所述的交替双脉电流去铅酸蓄电池硫化方法，其特征是，若蓄电池 温度检测单元（6)检测到的蓄电池温度过高，或者蓄电池电压检测单元（7)检测到的蓄电 池电压过高，蓄电池保护单元（13)对蓄电池进行保护，通过中央处理单元（1)关闭双脉冲 电流输出单元（4)。
【文档编号】H01M10/42GK104064826SQ201410250588
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月6日 优先权日:2014年6月6日
【发明者】洪裕翔, 李涛, 张文维 申请人:上海汇菱自控设备有限公司