硫酸盐化的铅酸电池的自动恢复装置及方法制造方法及图纸

硫酸盐化的铅酸电池的自动恢复装置及方法，它们依靠的是在电池充电期间对电池电压、电流和内阻进行监视。通过测量内阻（２０１），可以确定它是否足够大（２０３）以致于电池不能被恢复（２０５），或者它低得可以采用标准充电方法，由此来恢复铅酸电池以供使用。如果内阻处于所述的两个极限之间，则让电池接收一个第一恒定的充电电流（２１３）。在利用恒定的充电电流对铅酸电池进行缓慢充电的时候，对电池电压进行测量（２１５）。电池内阻（ＩＲ）的降低会导致充电期间的电池电压降低，而该充电又会使电池电压上升。根据本发明专利技术，如果检测到电池电压已达到最小电压并在一个预定的时间周期内开始上升（２１７），则大大提供所述的充电电流（譬如加倍），因为铅酸电池接收高充电电流的能力已增加了。由于充电电流被提高，所以铅酸电池的恢复和充电将变得更加简便而有效。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请要求1999年4月12日提交的美国临时申请60/128,891的优先权，其主题为“”，而且，该临时申请在本文中被全部引作参考。附图说明图1示出了一种典型电池的电化工作。参考图1，负电极(阳极2)是一种能在反应过程中通过氧化而释放电子的部件。它同正电极(阴极1)的氧化材料是隔开的，其中该正电极部件能够接收电子。电子的传送是在连接所述两种材料的外部电路11和电解液3内实现的，其中所述的电解液给电池4内的电子传送提供了一种离子介质。某种类型的电池、譬如铅酸电池是可再充电的。铅酸电池采用海绵铅作为所述的负电极(阳极2)，采用铅氧化物作为所述的正电极(阴极1)，以及采用硫酸溶液作为所述的电解液3。铅酸电池4在不使用时便处于充电状态。在放电过程中，铅酸电池内的有效材料被转换成硫酸铅，且硫酸溶液被稀释，也就是说其比重被降低了。硫酸铅是一种阻止所述铅酸电池4进行正确充电的绝缘体。但是，铅酸电池4可以在再充电之后进行使用。为了恢复该铅酸电池，通过用低电流给电池充电来将硫酸铅再转变成有效材料。如果铅酸电池放电的时间较长，典型地譬如为几天，那么它就会被硫酸盐化且难以再充电。如果硫酸盐化的铅酸电池不能恢复的话，那么它就会被扔弃，这是较浪费的，且会给环境带来危害。因此，在本领域中通常需要一种改善的、用于恢复铅酸电池的装置和方法。需要有恢复铅酸电池的有效装置及方法来避免不必要的浪费。专利技术概述当铅酸电池不被使用的时候，它便被置为充电状态来进行蓄电。在蓄电过程中将会出现导致电池电压降低的自放电。当铅酸电池蓄电的时间太长时，由于硫酸铅晶体的生长而会导致内阻上升，如果电池是在放电状态下蓄电则更加会这样。通过用恒定的低电流对电池进行充电来使铅酸电池恢复以供使用。当所述的铅酸电池用恒定的充电电流缓慢地进行充电时，电池电压在充电期间会达到电池恢复处理中的一个最小电压。然后，电池电压随着铅酸电池的充电而不断上升。在实施恢复处理时，所述铅酸电池中的硫酸盐被转换成有效材料，由于该有效材料使得IR电压降降低，所以也会导致电池电压下降。因为充电使得硫酸铅转换成有效材料，所以电池电压升高。根据本专利技术，如果检测到所述的电池电压已达到所述的最小电压并开始上升，则大大提高(譬如加倍)所述的充电电流，因为所述铅酸电池接收高充电电流的能力增加了。由于充电电流增加了，所以铅酸电池的恢复和充电将变得更加简便和有效。在本专利技术所讲述的一种实施方案中，对电池的内阻进行测量。如果它大于譬如为5欧姆的可恢复极限，则它就被扔弃。如果该内阻小于一个譬如为0.2欧姆的标准极限，则可以对电池进行标准充电。如果所述内阻位于上述两个极限之间，则检验电解液的等级，若电解液等级较低的话，便对其进行校正。然后，发出一个譬如为0.5安培的受控充电电流对电池进行充电，并且测量电池电压和将其同一个最小电压进行比较。如果电池在一个预设的时间间隔、譬如1小时内达到所述的最小值，则提高充电，譬如加倍。随后进行检验，以确定所述的充电电流是否已超过一个电流极限。如果它没有超过电流极限，则按新的标准测量所述的电池电压，如果该电池电压达到另一最小值，则再次提高所述的充电。如此地进行重复，直到电池已被充电另一个时间周期、譬如8小时，或直到达到一个指示出电池恢复已完成和电池不再是硫酸盐化的电流极限。然后采用标准充电来使电池准备投入使用。在另一种实施方案中，如果电池电压在所述的预定周期之后继续上升，则使充电停止一个短的时间周期，譬如5分钟，然后从所述的检验点开始重复所述的处理，以确定充电电流是否已超过所述的极限。倘若该电压下降或保持不变，则检验所述的电池是否已达到最小值并开始上升。如果是这样，则使充电停止一个第二时间周期，譬如5分钟。然后从头开始所述的处理，也就是说测量所述的内阻。在本专利技术装置的实施方案中，对计算机或微处理器进行编程以实现本专利技术方法的处理步骤(如本文中各实施方案所述)。这些方法步骤可通过对计算机或微处理器进行再编程来重新配置，以便譬如实施一种与用受控的充电电流对电池进行充电的实施方案不相同的电压控制方法。在本专利技术的电压控制方法的实施方案中，利用一种受控的充电电压来对铅酸电池进行充电。如果所述电池的内阻位于一个可恢复的范围内，则提高所述的充电电压。该充电电压一直上升到电池电流达到一个第一电流极限。然后，对电池进行充电直到所述的电池电流达到一个第二电流极限，在该第二电流极限点上降低所述的充电电压。充电电压还与一个预设的极限进行比较。重复本专利技术的该电压控制方法的处理步骤，直到所述的充电电压下降到所述的预设极限以下，此时电池再利用标准充电进行充电。在标准充电完成之后，电池便可以投入使用。在步骤207中针对一个标准极限来检验所述的IR。如果IR不大于该标准极限、譬如0.2欧姆，那么该电池只需要标准充电就可以置为使用状态，此时控制流程进入到步骤223。电池的标准充电是在图2a的步骤223中实现的，其中可以使用各种充电方法，譬如本领域中已知的脉冲电流充电、恒电流充电和恒电压充电等等。在该铅酸电池被充电之后，它便可以投入使用。如果所述的IR大于所述的标准极限，则控制流程继续到步骤209。在步骤209中检验所述电池的电解液等级。如果电解液的等级较低，也就是说该电解液等级不能达到可以接受的等级，那么就在步骤211中发出信号以校正该电解液等级，譬如通过向电池加入水或电解液。然后，控制流程返回到步骤201，在那儿再次测量电池的IR。如果电解液等级不低，也就是说它超过了可以接受的等级，那么便在步骤213中给电池充电一个受控的充电电流，优选为1安培或更小。在电池被充电时，在一个预设的时间周期内对电池电压进行测量(步骤215)。该电池电压在步骤217中与一个最小电压进行比较。如果该电池电压没有达到最小电压(之后又开始上升)，那么控制流程便返回到步骤215，在那儿再次测量电池电压。假若电池电压已达到最小电压，且在该最小电压之后已上升一个预设的时间间隔，那么所述的控制流程便继续到图2a的步骤219，在那儿使充电电流譬如提高50％或100％。步骤221检验充电电流是否已超过一个电流极限。若充电电流(在步骤219中提高之后)没有超过所述的电流极限，控制流程则返回到图2的步骤213，在那儿由受控的充电电流继续对电池充电，并重复在步骤213处开始的处理步骤，也就是说提高所述的充电并测量电压。如果充电电流超过了所述的电流极限，则恢复完成，电池也就不再是被硫酸盐化的了。在标准充电(图2a的步骤223)之后，电池便可以投入使用。图2b用图解示出了利用本专利技术方法进行充电的电池的电池电压响应。如图2b所示，该图解画出了在一个时间周期上电池电压与充电电流的关系。在时间t1，电池利用初始电流0.5A进行充电。电池电压下降到一个最小值并随后缓慢上升至t2。根据本专利技术的方法把充电电流提高到1A，以响应t2之前的电池电压特性。此后，电池电压因在转变成有效材料期间的IR下降而降低，然后又稳定在一个相对恒定的电压上，稍后的电压有略微的上升，一直到t3。由于电流的提高，t2之后的电池电压要高于t2之前。电压之所以在t2处突然上升，是因为由t2处的电流上升导致了IR电压降的上升。类似地，在t3、t4和t5处，电池电压下降到一个最小值然后又突然上本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于恢复铅酸电池的方法，包括如下步骤： 测量所述电池的电压； 利用一个充电电流给该电池充电；而且 如果所述的电池电压已达到一个最小电压并开始上升，则提高所述的充电电流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 1999-10-25 09/426372;US 1999-4-12 60/1288911.用于恢复铅酸电池的方法，包括如下步骤测量所述电池的电压；利用一个充电电流给该电池充电；而且如果所述的电池电压已达到一个最小电压并开始上升，则提高所述的充电电流。2.如权利要求1所述的方法，还包括如下步骤测量所述电池的内阻；而且如果所述的内阻大于一个可恢复的极限，则发出扔弃该电池的信号。3.如权利要求2所述的方法，其中所述的可恢复极限为5欧姆。4.如权利要求1所述的方法，还包括如下步骤测量所述电池的内阻；而且如果所述的内阻不大于一个标准极限，则利用标准充电对该电池进行充电。5.如权利要求4所述的方法，其中所述的标准极限为0.2欧姆。6.如权利要求1所述的方法，还包括如下步骤，即如果电解液等级低于一个可接受的等级，则发出信号以校正所述电池的电解液等级。7.如权利要求1所述的方法，其中所述的充电电流被提高100％。8.如权利要求1所述的方法，还包括如下步骤测量所述电池的充电电流；而且如果所述的充电电流超过一个充电电流极限，则利用标准充电对所述的电池进行充电。9.如权利要求1所述的方法，还包括如下步骤监视所述电池一个第一时间周期；如果所述的电池电压在该第一时间周期内继续上升，则停止给所述的电池充电；而且在一个第二时间周期过去之后对所述的电池进行充电。10.如权利要求9所述的方法，其中所述的第一时间周期为1小时，而所述的第二时间周期为5分钟。11.如权利要求9所述的方法，还包括如下步骤如果所述电池已被充电超过一个第三时间周期，则停止给该电池充电，而且在一个第二时间周期过去之后对电池进行充电。12.如权利要求11所述的方法，其中所述的第二时间周期为5分钟，而所述的第三时间周期为8小时。13.如权利要求1所述的方法，其中所述方法的步骤是用软件实现的。14.用于恢复铅酸电池的方法，包括如下步骤用一个充电电压给所述的电池充电；测量所述电池的电流；如果所述的电池电流还没有达到一个第一电流极限，则提高所述的充电电压。15.如权利要求14所述的方法，还包括如下步骤，即如果所述的电池电流已达到一个第二电流极限，则降低所述的充电电压。16.如权利要求15所述的方法，在所述的降低步骤之后还包括如下步骤，即如果所述被降低的充电电压还没有达到所述的第一电流极限，则继续降低所述的充电电压。17.如权利要求12所述的方法，还包括如下步骤，即如果所述的充电电压不大于一个预设的极限，则利用标准充电...

【专利技术属性】
技术研发人员：TG帕拉尼萨米，BP戈洛姆普，H辛格，
申请(专利权)人：联合讯号公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]