[发明专利]一种高频谐振式铅酸蓄电池修复系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对非物理性损坏铅酸蓄电池的修复系统及方法，尤其对硫化严重而报废的铅酸蓄电池进行修复。

背景技术

铅酸蓄电池被广泛用于各种车辆、飞机、船舶、通信、UPS电源、EPS电源、风光发电等各行各业中。但在使用过程中，铅酸蓄电池的逐步硫化会导致电池内阻增大、容量下降、甚至过早报废。大量报废的铅酸蓄电池不仅污染环境，而且造成资源的极大浪费。目前，消除铅酸蓄电池硫化现象使用较多的方法为高频脉冲充电法，即向铅酸蓄电池施加高频脉冲电压使粗的硫酸铅结晶体重新转化为细的结晶体，使其能正常参与充放电化学反应。很多铅酸蓄电池修复装置应用这一理论，但这种方法存在着修复时间较长、工作效率较低、硫化严重时修复效果不佳等缺点，特别是对于不同损坏程度、不同容量的废旧电池，修复效果会随操作员的不同而不同。

发明内容

针对铅酸蓄电池现有修复技术的不足，本发明提供了一种新颖的高频谐振式铅酸蓄电池修复系统及方法，即根据报废电池容量的人工设定值及电池损坏程度的自动检测值，修复系统可分阶段输出相应的恒定电流与高频谐振电流的组合，以此对蓄电池进行修复和充电，并定时进行放电运行测试。这种修复方法对蓄电池损伤较小，修复效率较高，系统装置在操作上不会因人而异，具有操作简单、显示直观，集成了人工智能的成份。

本发明的技术方案为：

一种高频谐振式铅酸蓄电池修复系统组成如图1所示：

包括开关电源组成的直流电源系统(1)、修复电路(2)、检测和保护电路(3)、待修复蓄电池(4)、单片机控制系统(5)、辅助电源(6)、设置按钮(7)、指示灯(8)、LCD显示(9)和蜂鸣器(10)。

直流电源系统(1)为直流开关电源，根据单片机的信号给定，可以改变输出电流的限定值；修复电路(2)由一个或几个修复单元组成，修复单元和修复电路如图2所示。直流电源系统(1)的输出经过滤波电感(11)送入修复单元，每个修复单元由两个电感，一个电容，一个二极管和一个开关管组成，器件连接方式如图2中修复单元1(12)和修复单元n(13)所示。修复控制电路(14)由一个8脚控制芯片及其外围电路组成，其产生的高频脉冲控制开关管Q1-Qn的开通与关断，电感与电容谐振产生的谐波信号可以与铅酸蓄电池中硫酸铅晶体共振而使得硫酸铅晶体溶解，从而消除铅酸蓄电池的硫化。修复电路(2)中并联修复单元的数量由所设计修复系统的修复电池容量范围而定。

检测和保护电路(3)由电压检测、电流检测、电池正反接检测、继电器KM1和继电器KM2组成。电压检测由分压电阻R2和R3组成，铅酸蓄电池两端电压经电阻分压将电压信号送入单片机的AD转换引脚；电流检测用于检测铅酸蓄电池修复时的充电电流，可以由电流互感器或者串联电阻实现，检测的电流经放大后送入单片机的AD转换引脚；正反接检测电路用于检测蓄电池修复系统和蓄电池之间接线是否正确，若蓄电池正接，则正接信号有效，可以进行修复，若蓄电池接反，则反接信号有效，修复禁止；继电器KM1用于连接铅酸蓄电池与修复系统，用于控制蓄电池开始修复与停止修复，继电器KM1的控制信号由单片机控制系统(5)提供；继电器KM2用于给蓄电池进行放电以及检测蓄电池的运行电压，放电电阻R1为一个大功率小阻值电阻，阻值约为0.1Ω。

待修复蓄电池(4)容量为20Ah-400Ah的铅酸蓄电池。

单片机控制系统(5)为本发明铅酸蓄电池修复系统的主控芯片，用于控制修复系统的工作过程，为40引脚单片机。

辅助电源(6)为铅酸蓄电池修复系统的内部各部分提供辅助电压，包括5V的单片机及外围电路工作电压、12V的继电器工作电压和直流风扇工作电压。