专利名称：一种带充电量显示的蓄电池充电器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及蓄电池的仪器设备领域，尤其是涉及一种带充电量显示、适用于容量修复蓄电池二次配组参考的充电器。
背景技术：
蓄电池在行业惯例中指市场用量最大的铅蓄电池，其制造材料来源广泛、价格低廉，具有安全可靠、容量大、放电强度大等电气性能优势，且铅蓄电池回收效率能够达到99%，材料资源几乎可完全重复性循环利用，目前在电动牵引车、车船起动、通信机站、储能等大功率/大容量领域占据绝对的统治地位。带充电量显示的充电器在常规技术领域无特别的意义，蓄电池行业公知常规充电量为I. I I. ，但这仅是对容量状态表现状态正常的蓄电池而言，本实用新型是基于近年对蓄电池修复配组的数据参考要求而提出。蓄电池尤其是动力型蓄电池的使用寿命较短，以保有量接近2亿辆电动自行车用的蓄电池为例，平均使用周期12 15个月，年废弃量超过6亿只，由此市场服务终端兴起了电池修复业，并配合修复将蓄电池极群抽出进行重新组装，力图提高蓄电池废弃资源的利用率。蓄电池容量修复所需的充电量通常为I. 8 4. 不同失效状态的蓄电池修复充电量差异极大，不仅存在对初充电量和充电程序的有效设置，更重要的是重新配组的依据问题。目前市场对蓄电池重装/翻新后的配组，一般方法是将容量类似、电动势相近的二次修复电池进行配组，实践表明仅以容量类似、电动势相近的电池配组尚不理想，因为蓄电池修复的初充电量差异较大，而修复后蓄电池的受充电压上升速率与修复初充电量有着直接的对应关联；蓄电池工作通常是成组恒压充电，如果同一组中各只蓄电池的电压上升速率差异过大，很易导致各蓄电池因此而加速二次废弃，使二次组装翻新/修复的废弃蓄电池循环利用功亏一篑。目前市场上已出现一些根据蓄电池容量、电动势结合充/放电的电压上升/下降速率综合配组的高端设备，其核心技术是对蓄电池修复时充电的电压上升速率进行分类并储存数据，待蓄电池修复后结合电动势和放电容量、放电电压下降速率等诸多共同特点而综合配组，其优势显而易见，但存在设备成本高、综合配组效率低、耗时长的缺点，尤其是不适合小规模修复配组使用；因此，市场急需一种在可迅速了解蓄电池修复受充状态的中低端仪器，以便结合对修复后蓄电池的容量、电动势进行快速判断，达到设备使用成本低、操作简单、配组方便的目的。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有常规修复充电机设计简单以及不能为蓄电池提供修复充电量直观数据的缺陷，提供一种廉价实用、操作简便、可直观显示蓄电池容量修复充电量的充电器，通过直观了解蓄电池修复时的充电量或充电时间，将其进行归类，从而可结合蓄电池修复后的放电容量、电动势表现作为二次配组的一个依据，有效地提高废弃蓄电池翻新/修复的配组可靠率。为实现上述目的，本实用新型提供了一种带充电量显示的蓄电池充电器，包括充电器外壳I、充电电路、计时器、控制器3、数据处理单元2、显示装置4及其它常见配件(t匕如配套电源接口)，其特征在于数据处理单元2的输入端与控制器3连接，数据处理单元2的输出端和显示装置4连接，控制器3和计时器连接，控制器3对各阶段充电电流、时间采集并传送至数据处理单元2进行累计并在充电结束后显示，或者经数据处理单元2处理后实时显示(如图2所示);或者数据处理单元2的输入端连接在充电电路上，输出端连接在输出装置4上，控制器与计时器连接，通过对各阶段充电电流、时间采集并进行乘积累计后传输给显示装置4显示或者数据经处理后直接显示(如图3所示)。所述的数据处理单元2，可以是一简单的可以对电压和电流的数据进行乘积和累加操作的模块，也可以做成比较复杂的数据处理系统(比如单片机);其用于检知控制器3的输出信号或充电电路的电流信号和计时器的输出信号，并输出至显示装置4，比如对输入端的电流以及时间进行处理，并相应的在显示装置上(比如液晶显示器、OLED屏)上显示对应的I/t曲线，还可以根据充放电时所反映出来的I/t规律对蓄电池进行分组，从而节省人力。所述的显示装置4，可以显示累计充电量(Ah)或累计充电时间(h)，或者实时充电的其他数据(比如蓄电池两端的电压)，或者其组合；所采取的方式为本领域技术人员所公知的技术手段。当处于成本控制或者方便使用因素考虑时，所使用的显示的具体方式包括LED/LCD显示器或者发光显示方式间接显示相对充电量，使蓄电池6的相对受充电量在外壳I外部得到直观显示。所述显示相对充电量的充电时间，是通过与控制器3同步启动与其相连的计时器，将计时器启动至充电终止的时间值反馈给显示装置4显示。所述显示相对充电量的发光显示方式，是在外壳I外部设置不同色灯或若干色灯，通过其不同的亮/灭状态对应显示蓄电池6不同量值区间的受充电量或受充时间。作为一种技术优化设计的改进方案，所述充电器外壳I的内部可适配散热风扇5a,控制器3或数据处理单兀2可适配散热器5b,散热器5b可热导通金属外壳1，可兼作外壳I，散热器5b和外壳I的材料可米用常规招基合金或其它合金，形状任意。作为又一种优化的技术设计改进方案，所述的通用充电器，可附加与外部蓄电池6并联的电压显示表，与外部蓄电池6串联的电流显示表；充电器还可以包括附加机械式或感应式启动开关。本实用新型依据对蓄电池充入的电量特征，设计了专门用于了解充电量或充电时间的显示装置4，这一设计基于蓄电池修复的充电量/充电时间与修复后容量及其充电电压上升表现的一般规律；一般极板硫酸铅结晶盐化为主要失效模式的蓄电池，充电过程大多表现为电压上升缓慢，需要充入较大电量；而极板活性物质软化为主要失效模式的蓄电池，充电过程表现为电压上升相对快，需要充入的电量相对小；而充入电量类似的蓄电池经容量修复后，受充电压上升速率一般都相应类似，可以作为结合蓄电池修复后的放电容量、电动势表现作为配组的一个重要依据。本实用新型的优点在于通过在同一受充程序表现的充电量或充电时间，使修复后的蓄电池得到相对同一的快速归类，结合蓄电池修复后的放电容量、电动势的相近表现，可有效提高配组可靠率，具有制造简单、使用方便、成本低的优势。
[0016]图I是本实用新型充电器的基础结构示意图；图2是本实用新型充电器的一种结构示意图；图3是本实用新型充电器的另一种结构示意图；图4是实施例I的充电I/T关系曲线设置；图5是实施例5的充电I/T关系曲线设置；附图标识I、充电器外壳 2、数据处理单元 3、控制器 4、充电量显示装置5a、散热风扇 5b、散热器6、蓄电池
具体实施方式
以下结合附图和实施例进一步对本实用新型进行详细说明。本实用新型的基础结构示意参见附图1，其结构与市场常规充电器的明显不同，在于外壳I设置有供外部显示充电量的显示装置4。在一个实施例中(如图2所示)，显示装置4的输入端在外壳I内部与数据处理单元2的输出端相连，数据处理单元2的输入端和控制器3以及计时器连接，计时器和控制器3连接，控制器3通过对各阶段充电电流、时间进行采集并通过数据处理单元2进行乘积运算暂存，在充电终止后将累计数据反馈给显示装置4，显示累计充电量；或者数据传输单元2对传送来的数据进行累加后，直接显示在显示装置4上，方便实时监控。在另一个实施例中，数据处理单元2不连接在控制器2上，而是直接对各阶段充电电流、时间进行采集并进行乘积运算暂存，在充电终止后将累计充电量数据直接显示或者在充电时实时显示(如图3所示)。鉴于本实用新型的实用的目标，是直观了解蓄电池修复所需的初充电量，依据充电量将修复蓄电池归类，因此，修复初充电量可视为不同蓄电池的相对参考量值；在又一个实施例中，充电量的显示装置4可设计为显示间接反映充电量的相对充电时间，通过与控制器3同步启动与其相连的计时器，将计时器启动至充电终止的时间值反馈给显示装置4显示，本实施例显示的充电时间，虽然仅是间接反映充电量的相对参考值，但对于直观比较蓄电池初充电量的目的而言同样实用。作为一种更直观的技术变形实施，可将显示装置4变形为发光显示方式，通过其亮/灭状态对应显示蓄电池6不同量值区间的受充电量/充电时间，例如可在外壳I外部设计若干不同的色灯，所述的显示色灯优选LED，各色灯与控制器3电连接，通过控制器3对应充电量的不同量值区间，启动显示不同的色灯，其亮/灭状态可用电路方式控制实现，此为本领域技术人员所公知的技术手段；同理，也可以在外壳I外部设计若干盏同色灯，通过控制器3对应不同量值区间的充电量，启动显示不同盏数的同色灯，通过其亮/灭状态间接显示不同的充电量，控制方式可用电路实现，本领域技术人员可以根据需要灵活选用。充电器对蓄电池充电时会产生热量，功率较大时宜匹配散热风扇，控制器或充电量显示装置宜匹配散热器；散热器可与外壳分立设计，亦可与外壳实行一体化设计，即散热器可兼作外壳。散热器不一定拘泥于常规标准设计商品，也可以通过导热装置将散热器与外壳热导通，使之散热效果更好。本领域人员公知，选用导热性能好的材料作为机壳或者散热器的组分可以提高散热性能，可以选用的材料包括铝合金、不锈钢、金属铜等。为较好地配合实施本实用新型，本实用新型同时推荐一种优选设计的两阶段修复充电方式在低于2. 40 2. 50伏/单格区间，由蓄电池根据自身受电状态自适应接受电能，即由蓄电池根据自身残存的电化学活性自动选择相适应的修复受充电量，电流强度I(A) /T (h)关系优选设计为0. 03 0. 06C_/A、0. I 0. 3C标称/A大小电流周期性交替，交替周期0. 5 5小时当蓄电池达到2. 45 2. 50伏/单格区间时，控制第二阶段充电的电量，优选定电量(Ah)控制，充电终止优选蓄电池受充状态的表现结合累计充电量/时间而定。\修复充电优选在第一阶段充电设置为大小电流周期性交替的方式，是考虑到可同时适应各种不同状态的蓄电池。待修复的蓄电池来源和状态表现复杂，最佳修复充电的程序设计也较复杂；例如极板硫酸铅严重结晶盐化的蓄电池内阻较大，而极板活性物质严重软化蓄电池的内部已几乎“散板”，起始充电均宜选择小电流，但小电流充电又会导致充电效率低；又例如极板硫酸铅严重结晶盐化的蓄电池，激活结晶团簇需充入较多电能，为加速充电希望使用稍大电流，但极板活性物质严重软化的蓄电池又忌大电流过长时间充电；因此采用大小电流周期性交替的技术方案，可兼顾两类不同主要失效模式蓄电池修复的通用需求。 第二阶段修复充电优选定电量充电结合自适应终止充电，蓄电池修复通常在富液状态下充电，适度过充有利于激活电池；优选设定恒定小电流(一般设置0. 05 0. 06C充入0. 6 2. 电量；蓄电池自适应充电量的终止方式，可移植采用行业公知的一些终止充电方式，例如以恒定电流充电时，当末阶段蓄电池6两端电压连续3h不上升或连续2h下降(降幅大于0. OlV/单格)时终止充电；又例如以恒定电流0. 05 0. 08(_对蓄电池6充入电量0. 6C标称，然后变换恒定电压2. 50 2. 70V/单格充电，当充电电流降至彡0. OlC标称终止。所述的优选设计的两阶段修复充电方式，可在充电中期插入0. 05 I小时的静置(暂停充电)，适度的静置有利于提升后续充电效率，尤其是当蓄电池第二阶段受充电压较高时，对消除蓄电池内部产生的气泡、削弱电解质极化浓差、散除内部的积热，都有较好效果。以上推荐的优选修复充电方法，适用于实施过深放电的蓄电池，深放电常规技术方案一般设置放电深度< I伏/单格，优选的是，2伏电池放电至< 0. 2伏/单格，多格电池放电至< 0. 5伏/单格平均。所述的恒定电流，包括稳恒直流以及附加任意周期波形、脉宽和脉幅设置的正/负脉冲电流，以开关电源为技术特征的脉冲充电设备在蓄电池行业已普遍应用，同样适用于本实用新型应用。对蓄电池业，本实用新型提供了一种方便操作、价廉实用的修复充电仪器，结合市场已出现的修复液和专用放电仪，完善了电池修复的简易专用工具，弥补了电池修复中低端市场的不足，具有安全可靠、使用方便、成本低的优势。对蓄电池制造工艺方法稍深入了解的普通专业人士，都不难在所述的技术方案基础上，举一反三地变形实施本实用新型内容。本实用新型所述的充电量显示装置以及本方案衍生的技术变形实施，均应被列入本实用新型的保护范围。[0036]实施例I、设计一种市场常见的6DZM 12电池容量修复充放电专用的充电器，硬件包括充电器外壳I、数据处理单元2、控制器3、充电电路、计时器、显示装置4及其它配件，其连接方式如图2所示；显示装置4的输入端在外壳I内部与数据处理单元2的输出端连接，控制器3的一输出端、计时器的输出端与数据处理单元2的输入端连接，计时器和控制器通过电路连接，并和控制器同时启动，控制器3通过对各阶段充电电流进行采集并将信号(或者直接将控制器3发出的控制信号)传送至数据处理单元2进行乘积运算暂存，在充电终止后将累计数据反馈给显示装置4，并显示累计充电量。此处所述的数据处理单元2为一单片机，利用单片机可以方便的对电压、电流等数值进行测量，以及进行加和、乘积和简单的编程功能，且可以实现对充电特征的识别，并自动归类，其具体的选择为本领域人员的公知常识。所使用的显示装置为一液晶显示屏，显示的内容包括累计充电量和充电时间。充电器外壳I采用常规铝基合金，盒形，内部匹配散热风扇5a ;控制器3匹配散热器5b。本实施例的6DZM12蓄电池6在使用本实用新型充电前，首先用常规放电仪实施深放电，深放电至3伏，添加修复液并将电解液补至蓄电池6内部极群见液面。控制器3根据固化的程序工作，修复充放电的程序设定为控制器3首先控制对该6DZM12蓄电池6第一阶段以恒定电流0. 6A充电0. 5小时、I. 5A充电3小时的周期方式交替充电，当蓄电池6两端电压达到15伏时静置15分钟，然后变换第二阶段充电恒定电流IA充电3小时，最后变换恒定电流0. 6A充电8小时终止，本实施例的充放电程序I/T关系曲线详见附图4。本实施例中，第一阶段的充电量完全由蓄电池6自身状态决定，本实用新型特有设计的充电量显示装置4，可使蓄电池6的受充电量一目了然；具体配组时，把受充电量类似的蓄电池6归为同一类，结合蓄电池6静置后的电动势和放电容量，将特征类同的蓄电池6进行配组，可大大提高配组的可靠率。实施例2、将实施例I进行技术变形，其连接方式如图3所示，数据处理单元2和充电电路直接连接，直接测量充电时的电流，对各阶段充电电流、时间进行采集并进行乘积运算暂存，在充电终止后将累计充电量数据直接显示，可取得与实施例I类似的效果。实施例3、将实施例I继续进行技术变形，显示装置4显示充电时间，通过与控制器3同步启动与其相连的计时器，将计时器启动至充电终止的时间值反馈给显示装置4显示。本实施例显示的充电时间，实际上只是相对充电量的参考值，对于主要目的是对蓄电池6结合电动势和放电容量进行配组来说，基本已够用。实施例4、对实施例I继续进行一种更直观的技术变形实施，将充电量显示装置4变形为发光显示方式，通过其亮/灭状态对应显示蓄电池6不同量值区间的受充电量/充电时间；本实施例中，在外壳I外部设计若干不同的色灯，色灯优选LED，其亮/灭状态可通过数据处理单元2采用控制实现，比如采用公开号为CN 201985582U的实用新型类似的连接方式，通过控制器3对应不同量值区间的充电量，启动显示不同的色灯，使用时通过不同色灯判断充电量。[0047]本实施例还可继续进行另类技术变形实施，在外壳I外部设计若干同色灯，通过控制器3对应不同量值区间的充电量，启动显示不同盏数的同色灯。实施例5、在实施例I的基础上，显示装置4可以实时显示累计充电量和充电时间，并且将充电控制软件进行优化，具体为第一阶段的第3次起的恒定电流0. 6A充电0. 5小时，改变为静置，其余充放电程序与实施例I类同，本实施例的充放电程序I/T关系曲线详见附图5。最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1.一种带充电量显示的蓄电池充电器，包括外壳(I)、充电电路、数据处理単元(2)、控制器(3)、计时器、显示装置(4)，其特征在干， 所述数据处理单元(2)，用于检知控制器(3)的输出信号或充电电路的电流信号和计时器的输出信号，并输出至显示装置(4)； 所述显示装置(4)，用于显示充电量、充电时间或实时充电电流或受充蓄电池两端的电压，或其组合； 所述的显示装置(4)的输入端和数据处理単元(2)的输出端连接，数据处理単元(2)的输入端和计时器的输出端、控制器(3)的输出端连接，控制器(3)和充电电路连接，计时器输入端和控制器(3)连接；或 所述的显示装置(4)的输入端和数据处理単元(2)的输出端连接，数据处理単元(2)的输入端和计时器的输出端、充电电路连接，控制器(3)和充电电路连接，计时器输入端和控制器(3)连接。
2.根据权利要求I所述的充电器，其特征在于，所述显示装置(4)为若干色灯，用于通过其不同的开关状态对应显示蓄电池(6)不同量值区间的受充电量或受充时间。
3.根据权利要求I所述的充电器，其特征在于，所述外壳(I)的内部还配置散热器(5a)，控制器(3)或数据处理単元(2)配置散热器(5b)。
4.根据权利要求I所述的充电器，其特征在于，所述充电器还包括独立设置的与外部蓄电池(6)并联的电压显示表和与外部蓄电池(6)串联的电流显示表。
5.根据权利要求I所述的充电器，其特征在于，所述的充电器还包括机械式或感应式启动开关。
专利摘要本实用新型公开了一种带充电量显示的蓄电池充电器，该充电器包括外壳(1)、数据处理单元(2)、控制器(3)、计时器、显示装置(4)。显示装置(4)的输入端与数据处理单元(2)相连，数据处理单元(2)的输入端可以和控制器(3)连接，也可以连接在充电电路上；显示装置(4)除可以显示累计充电量(Ah)外，还可以显示累计充电时间(h)或通过发光显示方式间接显示相对充电量。本实用新型可结合容量和电动势表现为修复后的蓄电池配组提供依据，具有制造简单、使用方便、成本低的优势。
文档编号H02J7/00GK202817813SQ20122039190
公开日2013年3月20日 申请日期2012年8月8日 优先权日2012年8月8日
发明者刘粤荣, 刘丰, 廖媛菲 申请人:刘粤荣