用于电池再生处理的方法、装置与系统制造方法及图纸

蓄电池的再生处理方法，蓄电池至少有一个电解槽，优选铅电池，在脉冲电流供电周期内，蓄电池被加入来自充电单元的变化直流电压，脉冲电流供电周期被无电流间歇（ｐａｕｓｅ）打断，直流电压足以在蓄电池中产生气体。在处理操作期间，对于蓄电池的至少一个电解槽，操作数据被记录，操作数据被用于控制处理操作。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种方法和装置，用于各蓄电池的再生处理，该蓄电池有至少一个电解槽，最好是铅电池，蓄电池被施加来自充电单元的变化直流电压，在以脉冲电流充电期间，充电被无电流间歇打断，直流电压足以在蓄电池中产生气体。技术要点在一个被充电的蓄电池，即电解槽中，在阳极的活性物质含有铅过氧化物，PbO2，在阴极的活性物质含有多孔金属铅。当电池被放电时，这些活性物质转变为铅硫酸盐，PbSO4，硫酸盐离子从电极上游离，即是硫酸。原则上，在放电时该操作是可逆的。然而，通常，在被持续直流电流重新充电时，铅蓄电池具有有限的被重新充电能力。对其原因没有全面研究，但应该是被诸如放电产物在电极上具有有限的溶解性等多个因素影响，据认为二价铅离子的扩散在放电和重新充电时都构成限制因素。而且铅硫酸盐是很差的导电体。所有这些情况经常导致与铅蓄电池充电相关的问题，尤其是经由阻碍充电或减少容量的铅硫酸盐的非活性层会导致铅蓄电池被毁坏的风险，并且最终造成电池无法使用。另外，在充电前后，结构的密度不同也是问题，它导致残渣的产生和强度的降低。在WO94/28610中，针对上述蓄电池、尤其是铅电池的充电相关的问题提出了一个解决方法。根据该文件，当在以脉冲电流供电周期，直流电压施加在电池上，这时铅电池会被高电流电平充电而具有很好的结果，并且温度没有明显地上升，该供电周期会被无电流供电的间歇(pause)所打断，间歇时间在大约0.5秒到10秒之间。电池也许会从放电状态充电，在这种情况下电流供电间隔与间歇间隔大致等长，最好在0.5到1.5秒之间，一个例子提到使用90A的电流强度，但电池也许会被以更低的电流水平保养充电，电流供电期最多0.5秒，这里(电流供电期)之间的间隔更长，例如10秒或更多。该操作尤其是指充电的快速操作。在WO94/28610中所描述的一个技术难题是，该方法不适用于将被重新充电的每个单块电池。除了通过为每个已经完成的充电设定基本参数以外，也不可能控制充电操作；在这里设定的参数选择是否该操作构成被放电电池的充电，或非放电电池的保养充电。考虑到从先前已完成的充电(获得)的经验，该方法不可调整，也不能用于再生。在US1743594中，描述了另一个在最短可能时间内对电池充电的较老方法，因而该方法目的不在于完成电池的再生。由此，在1.5至2秒的供电期间使用电流强度高达100A的脉冲进行充电，其间与之有等长的间歇期。在US3963976中，描述了又一个对电池充电的方法，它同样不适用于电池的再生。该方法的目标是通过循环取得电极液的完全混合，此循环发生与气体的形成有关。在此文件中，据此相关所述，可以使用高达1500A的电流强度，但同时它警告较长的脉冲期是有害的。据此文所述，脉冲期可能是0.5至50毫秒，因此电流强度的峰值仅持续大约1毫秒。而且，据说当一个恒定充电发生时，脉冲应该同时产生。据推荐，脉冲处理发生在充电末期，即当电池被几乎完全充满电时。在WO96/17426中描述了一种用于对铅电池充电的系统，其中使用了弱电流脉冲，混以极其短促的、电流强度相对低的电流供电脉冲，“尖峰电流”。当电池电压达到气体开始产生的水平，充电变换到恒定电压充电，直到电池完全充满。装置的控制利用了微处理器并以对电池电压及内电阻的测量为基础。一个未被刚才提到的任何方法解决的难题是，怎样以一种对每个给定电池可优化和控制的方式，实现对耗损电池的再生。代之的是，所提到的各方法目标在于达成快速和优化更多传统类型的充电或保养充电。专利技术详述因此本专利技术的目标相应地是提供一种蓄电池的再生处理方法，根据电流供电周期 间歇及电流强度，可基于给定的输入数据，控制该处理操作。作为输入数据，在处理操作期间具有用过的操作数据，最好至少有蓄电池中电解液的温度和电导率，被一个电池接着一个电池地记录。用于控制处理操作的附加输入数据是蓄电池/电池的通用数据，这些常规数据在处理操作的开始被输送。控制处理操作最好是由软件和硬件自动地完成，这些软件和硬件是为该操作而改写的，最好由微型计算机或类似物使用。为了控制，还有来自较早处理操作的用过的操作数据，如此较早操作数据组成经验数据，使用经验数据可去优化发生的处理操作。根据本专利技术所述的方法和装置的基本目标，是去实现电池的再生，它对该电池是非破坏性的。并且该处理操作对于每个单块电池应该是可自适应和可控制的。于是根据本专利技术介绍一种方法，用于根据权利要求1所述的各蓄电池的处理。在处理操作期间，通过为电池中的至少一个电解槽确定吸收电流的能力/电导率，可借助于控制单元，以测量到的操作数据为基础控制处理操作，该控制单元优选如微型计算机，该操作数据优选至少以测量到的温度和电导率形式。操作数据的测量和基于这些操作数据的控制可逐一地对蓄电池中的全部或基本上全部的电解槽实行。作为替代，优选的检测形式是去测量在电流供电期间运行在蓄电池中的整个电流。这可通过检测许多电流供电周期，例如10个周期的温度和电导率的平均值而得到。当接着跟随而来的电流供电周期的平均值在一个较长的周期，例如1000个电流供电周期内保持基本恒定，例如典型地在大约5％界限之内，则意味着达到了最大/最佳的再生，该参数也被设定。在处理操作时，施加的直流电压，一般是一个来自普通充电单元的半波整流交流电压，在脉冲电流供电周期，被无电流间歇打断，其电流供电周期是0.01至10秒，优选在0.01至0.4秒之间，和甚至更优选在0.1至0.5秒之间。最优选的，电流供电周期的最低长度是0.1秒，优选0.15秒，和最上限是0.5秒，优选0.4秒，和甚至更优选在0.25秒。在实验测试中已表明非常有利的电流供电周期是0.18秒。在处理中，使电流供电周期与间歇不等长是合适的，由此间歇比电流供电周期更长些，间歇典型的长度是1至20秒，优选1至10秒，和甚至更优选1至5秒，典型的大约3秒，根据本专利技术也可能通过控制该操作逐一地改变它们。在此范围中使用地最短间歇与此范围中的最短电流供电有关，并且反之亦然。由于间歇比电流供电周期显著地较长，得到的又一个益处是蓄电池在处理期间不会发热。在电流供电周期使用的电流强度时80至300A或甚至更优选高达1000A，至少在所谓的牵引(fraction)电池中，最高值与蓄电池处于相对完好状态有关，和最低值与蓄电池处于紊乱状态有关。用于这种牵引电池最优选的电流强度至少是110A，优选至少200A，和甚至更优选至少250A。相反地，对于较小的电池，例如用于客运车厢的电池，使用较低的电流强度，一般低于150A，优选低于110A，但是不要低于80A。当本专利技术所述的处理操作开始时，蓄电池应该不被全部放电，也不被完全充电。代之以，它适于被部分充电，例如冲一半电。保养充电应恒定地完成，即持续地充电。根据该专利技术的处理操作，在电极上以硫酸盐晶体呈现的杂质被除去，此杂质是在放电期间形成的。通过非常短促的电流周期，即仅有一秒的十分之几，给以高电流，期间穿插显著较长的间歇，会达到一种起爆(explode)或阻塞(chock)状效应，由此这些晶体在电池中呈酸性被解体，而纯质的铅被分离出，这些铅在电池的重新充电时又返回电极(铅板)。为了达到最佳效果，蓄电池中的每个电解槽在电流供电周期中应达到至少2.5V，这可通过上述提到的电流强度和脉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于蓄电池的再生处理方法，蓄电池至少有一个电解槽，优选为铅电池，在脉冲电流供电周期内，蓄电池被加入来自充电单元的变化直流电压，脉冲电流供电周期被无电流间歇打断，直流电压足以在蓄电池中产生气体。其特征在于，在处理操作期间，对于蓄电池的至少一个电解槽，记录其操作数据，操作数据被用于控制处理操作。

【技术特征摘要】
SE 1999-6-15 9902286-51.一种用于蓄电池的再生处理方法，蓄电池至少有一个电解槽，优选为铅电池，在脉冲电流供电周期内，蓄电池被加入来自充电单元的变化直流电压，脉冲电流供电周期被无电流间歇打断，直流电压足以在蓄电池中产生气体。其特征在于，在处理操作期间，对于蓄电池的至少一个电解槽，记录其操作数据，操作数据被用于控制处理操作。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在电解槽的电解液的电导率，和/或电解槽的电解液的温度组成所述操作数据。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为所述操作数据的传感器被引入每个电解槽的电解液，在那里记录其操作数据。4.根据前述权利要求的任何一项所述的方法，其特征在于，在处理操作期间所控制的是所述电流供电周期的长度，它会在0.01至10秒之间，优选至少0.1秒，更优选至少0.15秒，并且至多为0.5秒，优选至多为0.4秒，和更优选至多为0.25秒；所述间歇的长度，它会在1至20秒之间，优选为1至10秒，和更优选为1至5秒，典型的大约3秒，电流供电周期最好比间歇显著地短。5.根据前述权利要求的任何一项所述的方法，其特征在于，在电流供电周期，一个电流被施加，该电流强到足以使蓄电池中的每个电解槽在电流供电周期内电压达到至少2.5伏。6.根据前述权利要求的任何一项所述的方法，其特征在于，在所述电流供电周期内电流电平总计在80至1000A之间，优选至少为110A，优选至少为200A和更优选至少为250A，但最多为1000A。7.根据权利要求1至5的任何一项所述的方法，其特征在于，在所述电流供电周期内的电流电平是80至1000A，优选至多为150A和更优选至多为110A。8.根据前述权利要求的任何一项所述的方法，其特征在于，处理操作是在多个循环中完成的，优选为5至30个和更优选为5至20个循环，每个循环包括2至8小时的再生部分，优选2至6小时和更优选大约6小时；和充电部分，优选使用标准充电，即，使用持续电流供电，时间是0.5至2小时，优选大约为1小时。9.根据前述权利要求的任何一项所述的方法，其特征在于，所述操作数据的记录和所述控制，是在整个或基本上整个处理操作期间连续执行的。10.根据权利要求1至8的任何一项所述的方法，其特征在于，所述操作数据的记录，是在整个处理周期的预定时间周期内执行的，优选在处理的启动期间。11.根据前述权利要求的任何一项所述的方法，其特征在于，所述操作数据的记录和以该操作数据为基础的控制，是分别对蓄电池内的全部或基本上全部电解槽执行的。12.根据前述权利要求的任何一项所述的方法，其特征在于，优选通过测量少许电流供电周期的所述操作数据的平均值，记录在电流供电周期内运行在该蓄电池的总电流，接着当后续电流供电周期的平均值在较长的时期保持基本恒定时，则可确保优化控制，和由此确保优化处理。13.根据前述权利要求的任何一项所述的方法，其特征在于，每个蓄电池的常规数据，被用于控制处理操作，此常规数据优选从组中选择，该组包括用户姓名、日期、蓄电池制造商、蓄电池的型号、蓄电池的标称值、制造年份、蓄电池的首次操作使用时间、先前已执行处理之间的间隔时间、使用该蓄电池的设备类型、和在处理操作启动时优选自动记录的常规数据。14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，用于其它各蓄电池和/或用于该特定蓄电池的上述处理的更早的常规数据和操作数据，...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗兰克林德奎斯特，亨里克林德奎斯特，
申请(专利权)人：霍尔吉亚股份公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]