一种蓄电池涓流脉冲修复装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种蓄电池修复装置，包括前级AC/DC电路和后级DC/DC双向调压器；前级AC/DC电路包括：EMI滤波器、隔离变压器、整流电路、滤波器；输入的交流电先经过EMI滤波器进行EMI滤波，再经过隔离变压器、整流电路、滤波器降压整流成为直流电；对蓄电池充电时，直流电被DC/DC双向调压器降压后给蓄电池充电；对蓄电池组放电时，DC/DC双向调压器将蓄电池的电压升高后将电能输出到放电负载上。本发明专利技术提出的蓄电池修复装置，可以对蓄电池进行再生修复，消除硫化现象，延长蓄电池寿命；同时，降低了制造铅酸蓄电池需要的铅的消耗，既减少了因废旧的铅酸蓄电池对环境的破坏，又节约了大量的自然资源和能源，并且给社会带来了巨大的经济利益。

【技术实现步骤摘要】
一种蓄电池涓流脉冲修复装置及方法
本专利技术涉及蓄电池领域，特别涉及一种蓄电池涓流脉冲修复装置，还涉及一种蓄电池涓流脉冲修复方法。
技术介绍
铅酸蓄电池内部的“极化”和“硫化”反应，导致铅酸蓄电池使用寿命较镍镉蓄电池和铁镉蓄电池短。制造铅酸蓄电池需要大量的铅，而铅的使用不当会对环境带来很大的危害。据有关数据显示，我国每年报废的铅酸蓄电池中有5000万只是可以进行修复使用的。由此可见，如果能对这些可以再修复利用的铅酸蓄电池进行再修复，去除硫化后再利用，其创造的经济价值是十分客观的。这样，既减少了因废旧的铅酸蓄电池对环境的破坏，又节约了大量的自然资源和能源，并且给社会带来了巨大的经济利益。因此，如何提供一种设计简单、成本低、效率高的蓄电池修复装置和方法，是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
为解决上述现有的蓄电池修复技术存在的缺点，本专利技术提出一种蓄电池修复装置及方法。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种蓄电池涓流脉冲修复装置，包括：前级AC/DC电路和后级DC/DC双向调压器；前级AC/DC电路包括：EMI滤波器、隔离变压器、整流电路、滤波器；输入的交流电先经过EMI滤波器进行EMI滤波，再经过隔离变压器、整流电路、滤波器降压整流成为直流电；对蓄电池充电时，直流电被DC/DC双向调压器降压后给蓄电池充电；对蓄电池组放电时，DC/DC双向调压器将蓄电池的电压升高后将电能输出到放电负载上；DC/DC双向调压器采用对称设计，包括：输入电容器(C2)，输入电容器(C2)的正极端连接输入电压(U1)正极，输入电容器(C2)的负极端连接输入电压(U1)负极回路；输入电感器(L1)，其一端连接到输入电压(U1)正极和输入电容器(C2)正极端，另一端连接到能量传递电容器(C1)正极端，输入电感器(L1)与能量传递电容器(C1)的正极端的公共点与输入电压负极回路之间还并联有NPN型晶体管(Q1)和第一续流二极管(D1)，第一续流二极管(D1)的阳极连接输入电压负极回路，第一续流二极管(D1)的阴极连接能量传递电容器(C1)正极端，NPN型晶体管(Q1)和第一续流二极管(D1)为并联关系，NPN型晶体管(Q1)位于第一续流二极管(D1)的前级；能量传递电容器(C1)的负极端通过第二续流二极管(D2)连接到输入电压负极回路，第二续流二极管(D2)的阳极连接能量传递电容器(C1)负极端，第二续流二极管(D2)的阴极连接输入电压负极回路，输出电感器(L2)位于第二续流二极管(D2)后级，能量传递电容器(C1)的负极端通过输出电感器(L2)连接到蓄电池负极端，输出电感器(L2)与蓄电池负极端的公共点与输入电压负极回路之间还并联有反向PNP型晶体管(Q2)；蓄电池正极端连接到输入电压负极回路；输出电感器(L2)与蓄电池的负极端的公共点与输入电压负极回路之间并联有输出电容器(C3)，输出电容器(C3)位于反向PNP型晶体管(Q2)的后级，其正极端连接蓄电池正极端，其负极端连接蓄电池负极端；当NPN型晶体管(Q1)截止、PNP型晶体管(Q2)和第二续流二极管(D2)导通时，输入电压经过输入电感器(L1)向能量传递电容器(C1)充电，这时输出电压(U2)靠输出电容(C3)和输出电感(L2)维持不变；当NPN型晶体管(Q1)导通，PNP型晶体管(Q2)和第二续流二极管(D2)截止时，能量传递电容器(C1)把前一阶段储存的能量通过输出电感(L2)和输出电容(C3)释放给蓄电池；当输入电压一定时，通过控制加在NPN型晶体管(Q1)控制端的PWM信号的占空比，就能控制向能量传递电容器(C1)充电的电流大小，且两者成正比关系；当PNP型晶体管(Q2)截止、NPN型晶体管(Q1)和第二续流二极管(D2)导通时，蓄电池的端电压经过输出电感(L2)向能量传递电容(C1)充电；当PNP型晶体管(Q2)导通、NPN型晶体管(Q1)和第二续流二极管(D2)截止时，能量传递电容(C1)把前一阶段储存的能量释放给输入电感(L1)和输入电容(C2)，使得输入电容(C2)两端的电压逐渐升高，将蓄电池的能量传递给输入电容(C2)储存；当又转为对蓄电池进行充电时，首先把输入电容(C2)上储存的能量传递给蓄电池，当输入电容(C2)上的电压下降到一定值后，再由电网向蓄电池进行充电。可选地，采用周期治疗充放电方法对蓄电池进行修复，周期治疗充放电方法分四个阶段：步骤(A1)，先将蓄电池充满，进行密度、温度、电压、液面高度、绝缘电阻特性的总测量；步骤(A2)，对蓄电池进行放电，放电至终止电压或电池电密度达到预定值停止；步骤(A3)，按照正常充电方法充电，充电过程为：第一阶段充电电流为1000A，充电至过渡电压后，进入第二阶段，充电电流采用800A，充电至过渡电压后，进入第三阶段，充电电流采用600A，充电至过渡电压后，进入第四阶段，充电电流采用400A，充电至过渡电压后，进入第五阶段，充电电流采用200A，充电至蓄电池电密度稳定2小时，并进行总测量；步骤(A4)，将蓄电池静放1小时，再以200A电流充电3小时，停止1小时，再充电1小时，直到蓄电池电解液密度达到截止标准，充电过程持续对电解液进行搅拌；所述放电过程利用放电电路以425A放电电流进行放电，直到电池电解液密度达到最低密度。可选地，对采用周期治疗充放电方法修复治疗过的蓄电池，再利用涓流法加脉冲修复的方法进行修复治疗，修复过程如下：先将蓄电池放电至终止电压或电池电密度达到1.100g/cm3停止；第一阶段充电，充电电流为1000A，充电至过渡电压后，进入第二阶段；第二阶段充电电流选取为400A，充电至过渡电压后，进入第三阶段；第三阶段为涓流法加脉冲修复充放电方法，选用200A充电电流充电至电解液浓度上升缓慢时，变为200A涓流+800A负脉冲修复方法，充电至过渡电压或蓄电池电密度稳定2小时，进入第四阶段；第四阶段，将电池静放1小时，再以涓流200A加800A负脉冲充电3小时后进行蓄电池参数总测量，充电过程持续搅拌电解液；第五阶段，将蓄电池静放1小时，再以涓流200A加负脉冲充电1小时，进行蓄电池参数总测量。可选地，脉冲修复方法的具体过程是：首先采用200A电流充电20分钟，使蓄电池内部的物理化学反应达到均衡后，进入循环修复阶段：采用电流值为Iz的正脉冲电流充电，Iz取200A，电流时间为Tz，Tz取50s，再停止充电延时tz，tz取25ms；然后，用幅值为If的负脉冲电流放电，If取800A，电流时间Tf取200ms，再停止放电延时tf，tf取10ms；再采用Iz电流充电，如此进行循环，直到蓄电池电密度稳定2小时。可选地，进入循环修复阶段，采用电流值为Iz的正脉冲充电电流充电，正脉冲充电起始时刻t0—Tz/8时间区间，叠加峰值电流为0.2Iz的尖峰脉冲充电；采用幅值为If的负脉冲放电时，负脉冲放电起始时刻t0+Tz+tz—t0+Tz+tz+Tf/8时间区间，叠加峰值电流为0.2If的尖峰脉冲放电；正脉冲充电电流：负脉冲放电电流：所述N为正整数。本专利技术还提出了一种蓄电池涓流脉冲修复方法，基于上述蓄电池修复装置，采用周期治疗充放电方法对蓄电池进行修复，周期治疗充放电方法分四个阶段：步骤(A1)，先将蓄电池充满，进行密度、温度、电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蓄电池涓流脉冲修复装置，其特征在于，包括：前级AC/DC电路和后级DC/DC双向调压器；前级AC/DC电路包括：EMI滤波器、隔离变压器、整流电路、滤波器；输入的交流电先经过EMI滤波器进行EMI滤波，再经过隔离变压器、整流电路、滤波器降压整流成为直流电；对蓄电池充电时，直流电被DC/DC双向调压器降压后给蓄电池充电；对蓄电池组放电时，DC/DC双向调压器将蓄电池的电压升高后将电能输出到放电负载上；DC/DC双向调压器采用对称设计，包括：输入电容器(C2)，输入电容器(C2)的正极端连接输入电压(U1)正极，输入电容器(C2)的负极端连接输入电压(U1)负极回路；输入电感器(L1)，其一端连接到输入电压(U1)正极和输入电容器(C2)正极端，另一端连接到能量传递电容器(C1)正极端，输入电感器(L1)与能量传递电容器(C1)的正极端的公共点与输入电压负极回路之间还并联有NPN型晶体管(Q1)和第一续流二极管(D1)，第一续流二极管(D1)的阳极连接输入电压负极回路，第一续流二极管(D1)的阴极连接能量传递电容器(C1)正极端，NPN型晶体管(Q1)和第一续流二极管(D1)为并联关系，NPN型晶体管(Q1)位于第一续流二极管(D1)的前级；能量传递电容器(C1)的负极端通过第二续流二极管(D2)连接到输入电压负极回路，第二续流二极管(D2)的阳极连接能量传递电容器(C1)负极端，第二续流二极管(D2)的阴极连接输入电压负极回路，输出电感器(L2)位于第二续流二极管(D2)后级，能量传递电容器(C1)的负极端通过输出电感器(L2)连接到蓄电池负极端，输出电感器(L2)与蓄电池负极端的公共点与输入电压负极回路之间还并联有反向PNP型晶体管(Q2)；蓄电池正极端连接到输入电压负极回路；输出电感器(L2)与蓄电池的负极端的公共点与输入电压负极回路之间并联有输出电容器(C3)，输出电容器(C3)位于反向PNP型晶体管(Q2)的后级，其正极端连接蓄电池正极端，其负极端连接蓄电池负极端；当NPN型晶体管(Q1)截止、PNP型晶体管(Q2)和第二续流二极管(D2)导通时，输入电压经过输入电感器(L1)向能量传递电容器(C1)充电，这时输出电压(U2)靠输出电容(C3)和输出电感(L2)维持不变；当NPN型晶体管(Q1)导通，PNP型晶体管(Q2)和第二续流二极管(D2)截止时，能量传递电容器(C1)把前一阶段储存的能量通过输出电感(L2)和输出电容(C3)释放给蓄电池；当输入电压一定时，通过控制加在NPN型晶体管(Q1)控制端的PWM信号的占空比，就能控制向能量传递电容器(C1)充电的电流大小，且两者成正比关系；当PNP型晶体管(Q2)截止、NPN型晶体管(Q1)和第二续流二极管(D2)导通时，蓄电池的端电压经过输出电感(L2)向能量传递电容(C1)充电；当PNP型晶体管(Q2)导通、NPN型晶体管(Q1)和第二续流二极管(D2)截止时，能量传递电容(C1)把前一阶段储存的能量释放给输入电感(L1)和输入电容(C2)，使得输入电容(C2)两端的电压逐渐升高，将蓄电池的能量传递给输入电容(C2)储存；当又转为对蓄电池进行充电时，首先把输入电容(C2)上储存的能量传递给蓄电池，当输入电容(C2)上的电压下降到一定值后，再由电网向蓄电池进行充电。...

【技术特征摘要】
1.一种蓄电池涓流脉冲修复装置，其特征在于，包括：前级AC/DC电路和后级DC/DC双向调压器；前级AC/DC电路包括：EMI滤波器、隔离变压器、整流电路、滤波器；输入的交流电先经过EMI滤波器进行EMI滤波，再经过隔离变压器、整流电路、滤波器降压整流成为直流电；对蓄电池充电时，直流电被DC/DC双向调压器降压后给蓄电池充电；对蓄电池组放电时，DC/DC双向调压器将蓄电池的电压升高后将电能输出到放电负载上；DC/DC双向调压器采用对称设计，包括：输入电容器(C2)，输入电容器(C2)的正极端连接输入电压(U1)正极，输入电容器(C2)的负极端连接输入电压(U1)负极回路；输入电感器(L1)，其一端连接到输入电压(U1)正极和输入电容器(C2)正极端，另一端连接到能量传递电容器(C1)正极端，输入电感器(L1)与能量传递电容器(C1)的正极端的公共点与输入电压负极回路之间还并联有NPN型晶体管(Q1)和第一续流二极管(D1)，第一续流二极管(D1)的阳极连接输入电压负极回路，第一续流二极管(D1)的阴极连接能量传递电容器(C1)正极端，NPN型晶体管(Q1)和第一续流二极管(D1)为并联关系，NPN型晶体管(Q1)位于第一续流二极管(D1)的前级；能量传递电容器(C1)的负极端通过第二续流二极管(D2)连接到输入电压负极回路，第二续流二极管(D2)的阳极连接能量传递电容器(C1)负极端，第二续流二极管(D2)的阴极连接输入电压负极回路，输出电感器(L2)位于第二续流二极管(D2)后级，能量传递电容器(C1)的负极端通过输出电感器(L2)连接到蓄电池负极端，输出电感器(L2)与蓄电池负极端的公共点与输入电压负极回路之间还并联有反向PNP型晶体管(Q2)；蓄电池正极端连接到输入电压负极回路；输出电感器(L2)与蓄电池的负极端的公共点与输入电压负极回路之间并联有输出电容器(C3)，输出电容器(C3)位于反向PNP型晶体管(Q2)的后级，其正极端连接蓄电池正极端，其负极端连接蓄电池负极端；当NPN型晶体管(Q1)截止、PNP型晶体管(Q2)和第二续流二极管(D2)导通时，输入电压经过输入电感器(L1)向能量传递电容器(C1)充电，这时输出电压(U2)靠输出电容(C3)和输出电感(L2)维持不变；当NPN型晶体管(Q1)导通，PNP型晶体管(Q2)和第二续流二极管(D2)截止时，能量传递电容器(C1)把前一阶段储存的能量通过输出电感(L2)和输出电容(C3)释放给蓄电池；当输入电压一定时，通过控制加在NPN型晶体管(Q1)控制端的PWM信号的占空比，就能控制向能量传递电容器(C1)充电的电流大小，且两者成正比关系；当PNP型晶体管(Q2)截止、NPN型晶体管(Q1)和第二续流二极管(D2)导通时，蓄电池的端电压经过输出电感(L2)向能量传递电容(C1)充电；当PNP型晶体管(Q2)导通、NPN型晶体管(Q1)和第二续流二极管(D2)截止时，能量传递电容(C1)把前一阶段储存的能量释放给输入电感(L1)和输入电容(C2)，使得输入电容(C2)两端的电压逐渐升高，将蓄电池的能量传递给输入电容(C2)储存；当又转为对蓄电池进行充电时，首先把输入电容(C2)上储存的能量传递给蓄电池，当输入电容(C2)上的电压下降到一定值后，再由电网向蓄电池进行充电。2.如权利要求1所述的一种蓄电池涓流脉冲修复装置，其特征在于，采用周期治疗充放电方法对蓄电池进行修复，周期治疗充放电方法分四个阶段：步骤(A1)，先将蓄电池充满，进行密度、温度、电压、液面高度、绝缘电阻特性的总测量；步骤(A2)，对蓄电池进行放电，放电至终止电压或电池电密度达到预定值停止；步骤(A3)，按照正常充电方法充电，充电过程为：第一阶段充电电流为1000A，充电至过渡电压后，进入第二阶段，充电电流采用800A，充电至过渡电压后，进入第三阶段，充电电流采用600A，充电至过渡电压后，进入第四阶段，充电电流采用400A，充电至过渡电压后，进入第五阶段，充电电流采用200A，充电至蓄电池电密度稳定2小时，并进行总测量；步骤(A4)，将蓄电池静放1小时，再以200A电流充电3小时，停止1小时，再充电1小时，直到蓄电池电解液密度达到截止标准，充电过程持续对电解液进行搅拌；所述放电过程利用放电电路以425A放电电流进行放电，直到电池电解液密度达到最低密度。3.如权利要求2所述的一种蓄电池涓流脉冲修复装置，其特征在于，对采用周期治疗充放电方法修复治疗过的蓄电池，再利用涓流法加脉冲修复的方法进行修复治疗，修复过程如下：先将蓄电池放电至终止电压或电池电密度达到1.100g/cm3停止；第一阶段充电，充...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨理华，张海鹏，杨占录，姜海龙，吴海平，何江洋，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军潜艇学院，
类型：发明
国别省市：山东,37