用于对铅酸蓄电池进行充电的方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种以循环方式操作经历放电阶段和充电阶段的铅酸蓄电池的方法。所述方法包括监测放电阶段从电池释放的电流和记录与该电流有关的信息，例如电池失去的电量。在随后的充电阶段中，基于记录的信息计算将提供给电池的期望电量，然后将该期望电流提供给电池。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对铅酸蓄电池进行充电的方法与装置本专利技术涉及操作铅酸蓄电池和对铅酸蓄电池充电的方法，涉及对铅酸蓄电池充电的装置，以及涉及包括铅酸蓄电池和充电装置的能量存储系统。近年来，为了提高铅酸蓄电池的效率和可靠性，已经作出了很多改迸。在铅酸蓄电池的寿命中，通常进行多次充电和放电。这在动カ应用中是非常现实的，该动カ应用例如是铲车、高尔夫球车和其它电池供电的车辆，还包括电池供电的清洁和抛光机，其中电池有规律地在诸如日间的一段时期内放电和在诸如夜间的另一段时期内充电。甚至在一些备用功率应用例如用于远程通信系统的备用电源中，在部分或完全的放电状态与完全充电状态之间存在很大程度的循环，例如在主电源频繁中断的地方。在电池循环的放电和充电期间，出 现了电池副反应，这浪费了为电池充电所提供的ー些能量，并且逐渐使电池的电化学和材料发生变化并导致电池最終故障。电池充电系统可以分为主要的三組。在称作“恒定电压系统”的第一组中，充电系统为每个单元(cell)施加恒定电压。开始充电时，电流将会很高，通常处于峰值(假定电池处于有效放电状态)，并且经常通过充电系统进行有意的限制，以免损坏电池。当电池接近完全完全充电状态时，电池的均衡/静止电压增加，并且“静止”电压与充电系统所施加的电压之间的差减小，因此使流入电池中的电流也降低。在称为“恒定电流”系统的第二类系统中，充电系统的控制算法不断地调整施加给电池的每单元的电压，以将流入电池的电流保持在设定的水平处。第三类型的系统实质上是前面二者的混合，可以称为“混合系統”。在这种混合系统中，充电算法通常首先使用恒定电压机制，直到电池几乎充满电，然后切換到恒定电流机制并保持设定时间段。某些混合系统具有更加复杂的算法，该算法根据预先的程序施加多个阶段的恒定电流和恒定电压。其它充电系统也是已知的，例如脉冲充电。通常通过根据算法操作的微处理器来控制充电系统。所有类型的充电系统经常还包括用于测量电池温度的传感器，算法可以被设计为根据测量的温度调整充电电压/电流。充电系统通常专用于特定类型的电池，并且可以与电池一起由电池制造商成套出售。ー些充电系统具有接近充电循环的后期或当进行单独充电时、以预定时间间隔施加被称为均衡电量(equalisation charge)的额外电量的算法。通常以恒定电流基准施加均衡电量。例如，为了均衡一连串的単元的充电状态，可以每周一次地将I小时2安培的均衡电量施加到电池上。最近，在市场上出现的系统中，每个电池都设有安装到电池的主DC线缆的设备，以监测和记录电流、电压(电势差)、温度和可选的电解液液位的数据。当电池被送到充电站进行充电时，这些数据可以被无线下载到充电站中，因此将与电池使用有关的有用信息提供给系统操作人员，并且将任何故障都告知用户。这种系统是可以从EnerSys公司得到的WI-IQ无线电池监测设备。但是，仍然需要改进铅酸蓄电池的寿命循环能力和可靠性。为了满足这个需要，本专利技术在第一方面中提供了ー种操作铅酸蓄电池的方法，其中电池经历电池放电的放电阶段和电池充电的充电阶段，所述方法包括在放电阶段中，监测流出及流入电池的电流，并且记录与电流有关的信息；在随后的充电阶段中，基于记录的信息，计算将提供给电池的期望电量并向电池提供此期望电量。充电期间提供给电池的电量可以计算为所提供的电流和时间的乘积。该乘积可以是例如所提供的电流相对于时间的积分。在本专利技术的第二方面中，提供了ー种用于对铅酸蓄电池充电的充电装置，包括a)通信装置，被设置成获取与在电池使用期间流出和流入电池的电流有关的信息；b)控制装置，被设置成根据记录的与电池使用期间流出和流入电池的电流有关的信息，计算将提供给电池的期望电量；以及c)供电装置，被设置成向电池供应所计算的期望电量。 在本专利技术的第三方面中，提供了ー种能量储存和供应装置，包括ー个或多个铅酸蓄电池；用于监测该电池或每个电池使用期间流出和流入该电池或每个电池的电流的装置；用于记录与该电池或每个电池使用期间流出和流入该电池或每个电池的电流有关的信息的装置；以及用于对该电池或每个电池充电的充电装置，包括控制装置，控制装置被设置成根据记录的与该电池或每个电池使用期间流出和流入每个电池的电流有关的信息，计算将供应给该电池或每个电池的期望电量。专利技术人已经发现，如果基于自电池最后一次处于完全充电状态以来已经从电池移除的净电量来控制充电阶段中供应给电池的电量，可以延长铅酸蓄电池的工作寿命。专利技术人已经发现，如果相对于从电池移除的净电量控制再次充电期间供应的电量，可以提高电池的循环寿命。电池失去的净电量可以从与在之前放电阶段中流出电池的电流和流入电池的任何电流有关的信息得到。(该信息通常包括电流等级和电流的持续时间，根据该信息可以计算电量)。从电池流出的电流将通常出现在使用电池为外部机构例如电动机供电期间。例如，当电池被用在具有产生回馈给电池的电流的制动系统的铲车时，或者在诸如午休时间的工作休息时间中的短期充电期间(这种短期充电不可能将电池充到完全充电状态，不应视为“充电阶段”，在本文中相对于本专利技术第一方面的方法使用该术语)，可能出现放电阶段中流入电池的电流。通过以这种方式控制充电阶段中提供的电量，可以减少电池充电期间出现的副反应，因此延长了电池的工作寿命。在一些应用中，当电池在午休期间和其它方便的短时间段进行部分充电以将电池保持在合理的电量等级并且只有在较长时间可用的时候例如周末根据本专利技术的第一方面的方法将电池充电到完全充电状态时，放电阶段可以较长，例如持续一周左右。如本文使用的术语“放电阶段”是指在电池充满电到完全充电状态之后电池被使用且处于部分或完全放电的状态但还未开始再次完全充电的时间段。为了本专利技术的目的，根据本专利技术第一方面的方法，当电池接收期望的电量时，电池被视为处于完全充电状态。当然，重要的是，当电池为新时且在根据第一方面方法的第一放电阶段发生之前，电池处于完全充电状态。本领域的技术人员将了解如何将电池充电到完全充电状态，通过将电池充电一定长度的时间或者直到充电电流降到某一级别。在动カ应用中的铅酸蓄电池的放电阶段中，例如铲车电池，在铲车操作期间电池至少部分地放电。当电池中的电量降至某一水平时，比方说约20%的电池容量(对应于80%的放电深度或D0D)，电池将需要充电，因此操作人员将电池送到充电站,在充电站中，电池可以连接到充电装置进行充电。一旦充电后，电池就适于再次使用。在电池的寿命中，将多次发生这种放电状态与充电状态之间的循环。例如，制造商可以规定电池具有100安培小时的总电量，以在80%的放电深度的水平处提供600次放电/充电循环。在电池充电期间，施加到电池的电压必须明显大于静止/均衡中与负载放电或放电后有关的电压，以逆转放电阶段在电池中发生的化学反应。例如，对于比方说以每単元2.0伏的标称电压操作的铅酸蓄电池，充电装置可以施加比方说每单元2. 35伏的基本恒定充电电压。这种系统称为“恒定电压”充电系统。在已经进行相当程度放电的电池中，典型的充电阶段可以包括将提供给单元的电流保持在某一预设限值之下的初始时间段。例如，可将提供给电池的电流限制到50安培。 但是，在充电过程中的某一点处，流入电池的电流掉到预设限值之下。施加到电池的电压将通常保持在每单元2. 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗德瑞·埃文斯，韦恩·科德里克，
申请(专利权)人：EH欧洲股份有限公司，
类型：发明
国别省市：