本发明涉及蓄电池专用设备,特别涉及一种用于蓄电池容量修复的智能充放电机。
背景技术:
1、蓄电池是铅酸电池的简称,具有安全可靠、容量大、放电强度大等性能优势,在电动牵引车、车船启动、数据中心等大容量领域占据市场主流地位,但与锂离子电池相比的循环使用寿命较短,废弃量惊人;为此,社会化的蓄电池修复服务多年来一直较活跃,尤其在储能市场的多种电池竞争发展中,蓄电池行业推出了极板维护液,对蓄电池容量修复赋予多轮生命周期的市场应用概念。
2、所谓蓄电池多轮生命周期是指经容量修复后可继续使用相当一段时间,该技术进步得益于功能高分子的推广应用,使蓄电池容量下降表现的正极活性物质软化和负极活性物质硫酸盐化得以恢复,从而拓展全新的市场应用概念。
3、功能高分子在蓄电池的应用可使外壳完整、集流体(板栅)未被严重腐蚀的蓄电池大多可以恢复至标称容量,蓄电池修复行业的一个重要技术视点是如何实现修复充放电的自动化,使修复充放电的电压、电流强度控制和充电量不必依赖工程师的经验,行业对蓄电池充电修复的方法积累有大量实践经验。
4、蓄电池容量严重下降的技术意义,是活性物质的电能转换效率下降,既有正极活性物质软化的原因也有负极活性物质硫酸盐化的原因,也有集流体(板栅)被严重腐蚀的原因;在蓄电池专用功能高分子广泛应用的今天,行业内对电化学活性物质的容量修复已不是主要问题,判断集流体(板栅)是否被严重腐蚀也有了丰富的实践经验,因此,实现蓄电池的智能化充放电修复十分重要。
技术实现思路
1、本发明的目的,在于针对判断板栅未被严重腐蚀、添加修复液后的蓄电池容量修复需求,提供一种修复用的智能充放电机,使蓄电池深放电后获得极板活性物质自适应的充电量,从而有效提高蓄电池的容量修复效率。
2、为了实现上述目的,本发明提供了一种用于蓄电池容量修复的智能充放电机,该充放电机包括放电模块、充电模块、控制模块、数据表、电源端子和座架;充电模块和控制模块固定在座架内;放电模块输入端、充电模块输出端电连接电源端子;控制模块的功能包括电压监测、充电、放电、计时,其控制端连接放电模块、充电模块,其信号输出端连接数据表,其信号输入端连接固定在座架的电源端子或专用数据端子;所述充放电机根据待修复蓄电池的格数、标称容量而固化深放电以及后续至少一个阶段的恒压限流充电和末期至少一个阶段的恒定电流充电程序,总充电量≥1.6c/ah。
3、本发明的技术目的是用于蓄电池容量修复,本领域的技术人员公知常规充电是采用恒压限流方式,即使标规检验采用的末期恒流充电,通常是把蓄电池充电至2.40v/单格后继续充入0.3c/ah的电量,要求设计总充电量≥1.6c/ah以及在充电前设置深放电没有技术意义;所述电源端子固定在座架隐含了设置在座架面板部位,指电源接口位于座架外部,使用时连接蓄电池的两极端子,专用数据端子同理;控制模块根据充放电机的设计路数以及放电、充电模块的功率大小,以控制芯片的形式设置在座架内,或扩展功能以配位控制电脑的形式设置在座架外部。
4、优选的,所述深放电是把蓄电池电压放电至≤1.5v/单格,深放电的电流强度在0.1-1.0c/a的范围内选取。设置深放电可把蓄电池的荷电状态放电至相对同一基准,有利于活性物质的重新活化及后续标准化的充电修复工艺。深放电的电流强度越大,时间越短,但电流强度越大对放电模块的技术要求也越高,对于待修复蓄电池来说,深放电电流强度过大对极板不利,因此需要对电流强度作出适当选择。
5、对于经过深放电处理的待修复蓄电池,充电量非常重要,充电量小于1.6c/ah不足以恢复正常容量,即使在第二次充电补充,修复效果也不如首次充足电的电池,因此对经过深放电处理的蓄电池要恢复容量,需要补充足够电量。
6、优选的,所述至少一个阶段的恒压限流充电,恒压值在2.5-2.8v/单格、限流值在0.1-0.5c/a的范围内选取。恒压限流充电是本领域技术人员熟知的一种充电方式,电流强度变化的特点为充电至设定恒压值之前是一个设定值,而充电至设定恒压值之后,电流强度会随时间延长而变小,理论上趋于0。
7、优选的,所述末期至少一个阶段的恒定电流充电,恒定电流值在0.02-0.1c/a的范围内选取。行业内通常简称恒定电流充电为恒流充电,特点是设定的电流强度恒定不变;当蓄电池受充电至完全饱和,所表现的受充电压将不再上升,此时对蓄电池继续充电所表现出的受充电压不变甚至持续下降。
8、优选的,所述深放电与后续的恒压限流充电之间,设置静置或/和0.02-0.1c/a的恒流充电。该技术优选的意义在于,蓄电池深放电后一定时间表现的电动势是随时间持续上升,静置一定时间是待蓄电池的电动势相对稳定再后续充电,设置一定时间的小电流充电有利于极板活性物质的活性恢复。
9、优选的,所述末期至少一个阶段的恒定电流充电阶段,设置静置或/和插入放电程序。蓄电池受充电至接近饱和时所表现出的电压不再上升,伴随有蓄电池端子周围电解液离子浓度的差异现象,行业内称浓差极化现象,设置静置或插入放电程序有利于极板活性物质可接收更大的充电量。
10、优选的,所述的充放电机在末期恒定电流充电之后设置放电,并把放电数据显示在数据表;所述的数据表包括固定在座架的数码显示器或配位控制电脑的显示屏。固定在座架是指数据显示面位于座架外部,当充放电回路较少,采用数码显示器可满足需求;当放电回路较多或需要植入更多功能,控制模块将技术升级为配位控制电脑,此时的数据表同步技术升级为配位控制电脑的显示屏。
11、优选的,所述末期恒定电流充电之后设置放电的放电数据包括实时电流值、电压值、时间值或/和容量值。该末期恒流充电之后设置放电的技术目的是记录蓄电池的修复放电容量,优选蓄电池标称放电时率的电流值i标放。
12、优选的,所述末期的恒定电流充电在蓄电池的受充电压1-4小时不再上升终止。所述的蓄电池受充电压不再上升包括出现持续1小时以上的下降,标志着蓄电池完全受充电饱和,技术目标已达到,充电修复程序完成。
13、优选的,所述的放电模块与充电模块、控制模块固定在同一座架内,或与充电模块、控制模块分立设置在不同的座架。当蓄电池的放电功率较小,放电模块与充电模块、控制模块固定在同一座架内的积热,较容易通过附加的散热装置散发;而当蓄电池的放电功率较大,放电模块的发热量十分可观,其分立设置在不同的座架有利于避免给其他部件带来的积热影响。
14、上述技术方案的常规优化设计包括电风扇、散热片的散热装置,以及为控制电路配置电连接外部电网的ac-dc适配电源;常规优化设计还包括电源端子和数据端子一体化设计;放电模块与电源端子之间,还通常串联有固定设置在座架部位的手动开关,手动开关有助于减少使用的误操作。
15、本发明的实质性特点是根据待修复蓄电池的格数、标称容量而固化深放电以及满荷充电程序,充放电程序是固化在控制模块的内贮。本领域的技术人员都清楚,常规充放电机是一种多功能设备,充电、放电程序是由用户根据具体使用自行编制(包括手动调节和输入指令编程),鲜见为特定功能而固化充放电程序,市场上迄今没有专门设计为蓄电池容量修复使用的充放电机,本发明为用户提供一种标准化的蓄电池容量修复工具,根据待修复蓄电池的格数、标称容量而设计。
16、所述的蓄电池,其结构包括单体以及多格内串联的蓄电池模块。
17、本发明的优点在于:深放电可释放堆积在蓄电池低压区的储存电能,恒压限流充电可使极板活性物质获得自适应充电量,末期恒定电流充电可使蓄电池获得满荷状态,从而有效提高蓄电池的容量修复效率,操作简便,实用性强。
1.一种用于蓄电池容量修复的智能充放电机,其特征在于,包括放电模块(1)、充电模块(2)、控制模块(3)、数据表(4)、电源端子(6)和座架(5);充电模块(2)和控制模块(3)固定在座架(5)内;放电模块(1)输入端、充电模块(2)输出端电连接电源端子(6);控制模块(3)的功能包括电压监测、充电、放电、计时,其控制端连接放电模块(1)、充电模块(2),其信号输出端连接数据表(4),其信号输入端连接固定在座架(5)的电源端子(6)或专用数据端子(7);所述充放电机根据待修复蓄电池的格数、标称容量而固化深放电以及后续至少一个阶段的恒压限流充电和末期至少一个阶段的恒定电流充电程序,总充电量≥1.6c/ah。
2.根据权利要求1所述的充放电机,其特征在于,所述深放电是把蓄电池电压放电至≤1.5v/单格,深放电的电流强度在0.1-1.0c/a的范围内选取。
3.根据权利要求1所述的充放电机,其特征在于,所述至少一个阶段的恒压限流充电,恒压值在2.5-2.8v/单格、限流值在0.1-0.5c/a的范围内选取。
4.根据权利要求1所述的充放电机,其特征在于,所述末期至少一个阶段的恒定电流充电,恒定电流值在0.02-0.1c/a的范围内选取。
5.根据权利要求1所述的充放电机,其特征在于,所述深放电与后续的恒压限流充电之间,设置静置或/和0.02-0.1c/a的恒流充电。
6.根据权利要求1或4所述的充放电机,其特征在于,所述末期至少一个阶段的恒定电流充电阶段,设置静置或/和插入放电程序。
7.根据权利要求1所述的充放电机,其特征在于,在末期恒定电流充电之后设置放电,并把放电数据显示在数据表(4);所述的数据表(4)包括固定在座架(5)的数码显示器或配位控制电脑的显示屏。
8.根据权利要求7所述的充放电机,其特征在于,所述的放电数据包括实时电流值、电压值、时间值或/和容量值。
9.根据权利要求1所述的充放电机,其特征在于,所述末期的恒定电流充电在蓄电池的受充电压1-4小时不再上升终止。
10.根据权利要求1所述的充放电机,其特征在于,所述的放电模块(1)与充电模块(2)、控制模块(3)固定在同一座架(5)内,或与充电模块(2)、控制模块(3)分立设置在不同的座架。
