一种高频谐振式铅酸蓄电池修复系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN102646854102646854B(45)授权公告日2014.11.12(21)申请号201110046384.7(22)申请日2011.02.22(73)专利权人青岛大学地址266071山东省青岛市市南区宁夏路308号(72)发明人王春芳徐勤超雷昳李强(51)Int.Cl.H01M10/42(2006.01)H01M10/44(2006.01)(56)对比文件US3892563,1975.07.01,全文.CN201340889Y,2009.11.04,全文.CN201638915U,2010.11.17,全文.审查员司莉敏权权利要求书2页利要求书2页说明书4页说明书4页附图4页附图4页(54)发明名称一种高频谐振式铅酸蓄电池修复系统及方法(57)摘要一种对报废的铅酸蓄电池进行智能修复的系统及方法。整个修复系统由直流电源系统、修复单元电路、检测和保护电路、待修复的报废蓄电池、单片机控制系统、辅助电源、设置按钮、指示灯、LCD显示器及蜂鸣器组成。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，将蓄电池修复过程分为四个充电并修复的阶段，在不同阶段系统输出相应的恒定电流和高频谐振电流的自适应组合，以此对蓄电池进行充电并修复。高频谐振电流由一个或几个修复单元电路并联产生，该谐振电流信号与铅酸蓄电池中硫酸铅晶体共振而使得硫酸铅晶体溶解，这样就消除了铅酸蓄电池的硫化，从而使蓄电池得以修复。CN102646854BCN1026485BCN102646854B权利要求书1/2页1.一种高频谐振式铅酸蓄电池修复系统，由直流电源系统(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)及蜂鸣器(10)连接而成，其特征在于：直流电源系统(1)为一直流开关电源，根据单片机的给定信号，可以改变其输出电流的限定值；修复电路(2)由一个或几个修复单元并联组成，其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；待修复蓄电池(4)为容量20Ah-400Ah的铅酸蓄电池；单片机控制系统(5)采用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；设置按钮(7)分为START/END按钮、UP按钮和DOWN按钮，START/END按钮用于开始和停止蓄电池的修复，UP按钮用于增大修复系统的设置容量，DOWN按钮用于减小修复系统的设置容量，设置容量增大或减小以10Ah为最小单位；指示灯(8)包括POWER灯、OK灯和NG灯，POWER灯被用于指示铅酸蓄电池修复系统上电指示，OK灯被用于铅酸蓄电池修复成功时的指示，NG灯被用于铅酸蓄电池修复失败时的指示；LCD显示屏(9)用于显示铅酸蓄电池修复系统的工作过程及工作状态，包括工作状态、蓄电池容量、电池电压、修复电流、蓄电池运行电压、蓄电池修复时间和蓄电池修复进度；蜂鸣器(10)在铅酸蓄电池修复成功、修复失败或者修复系统意外故障时产生声音提示工作人员。2.根据权利要求1所述的一种高频谐振式铅酸蓄电池修复系统，其特征在于：直流电源系统(1)的输出经过滤波电感(11)送入修复单元1(12)和修复单元n(13)，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连接而成组成，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。3.根据权利要求1所述的一种高频谐振式铅酸蓄电池修复系统，其特征在于：直流电源系统(1)的输出电流经过修复单元电路1(12)和修复单元n(13)后，在恒定直流电流的基础上叠加了一个周期为20Khz的高频振荡电流信号，其振荡幅值由并联连接的修复单元数而定，恒定电流的大小由单片机(5)根据蓄电池容量而定，最后恒流并叠加高频振荡成分的电流信号被用于整个修复过程。4.根据权利要求1所述的一种高频谐振式铅酸蓄电池修复系统，其特征在于：检测和保护电路(3)中，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，由电流互感器实现，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