CN102088119A - 一种蓄电池伴侣装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种蓄电池伴侣装置,它包括滤波模块,还包括脉冲模块和连续输出对零而言上下面积基本相等尖峰三角波形电流的三角波模块。滤波模块、脉冲模块和三角波模块顺次连接;蓄电池与滤波模块直接连接,蓄电池作为滤波模块的输入;三角波模块的输出端直接连接蓄电池,作为蓄电池的输入。所述的脉冲模块采用的芯片为占空比在0.1%-99.9%范围内可调的芯片。使得蓄电池在非充电情况下,蓄电池伴侣装置也能对蓄电池进行修复和维护,且基本不损耗蓄电池电能。

Description

一种蓄电池伴侣装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种修复和维护蓄电池的装置,尤其是涉及一种修复已经硫化的蓄电 池或者防止蓄电池硫化现象产生,在非充电情况下也能进行养护,同时在修复和维护工作 时基本不消耗电能的蓄电池伴侣装置。
背景技术
[0002] 随着社会的发展、人们生活水平的提高,电动车已经成为社会焦点。最普遍的交通 工具有电动自行车、电动摩托车。电动汽车也即将普及。这些交通工具都少不了蓄电池的 使用。但是,大多数客户都抱怨蓄电池使用寿命远远不如本身的寿命。经调查研究,这是由 于铅酸蓄电池在充放电过程中的硫化现象造成的。在蓄电池的使用中,蓄电池过量放电或 长期充电不足,都会使电池极板硫化。这种硫化本身会导致蓄电池容量下降,并且形成过充 电从而使电解液失水,造成进一步恶性循环,结果蓄电池实际使用寿命远远低于其应有的 年限。严重的硫化甚至会使蓄电池报废。还有很多蓄电池由于搁置没有使用时间很长,使 其电池容量下降,性能变差。目前,我国每年大约5000多只电池进入报废行列,不仅耗费了 大量的资源成本,同时更是对生态环境构成了严重威胁。
[0003] 针对蓄电池这样现状,蓄电池的修复和维护装置对延长蓄电池寿命和保持电池容 量起到很大的作用。但现有技术中,蓄电池修复和维护装置,多只能在连接固定电源对蓄电 池充电时使用,进行养护;没有外接电源非充电情况下,蓄电池修复和维护装置不能对蓄电 池进行修复和维护,蓄电池不能达到很好的养护状态。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种蓄电池伴侣装置,解决在没有外接电源非充电情况下, 不能对蓄电池进行修复和维护的问题。并且能实现修复和维护时基本不消耗蓄电池的电 能。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种蓄电池伴侣装置,它包括滤波 模块;还包括脉冲模块和连续输出对零而言上下面积基本相等尖峰三角波形电流的三角波 模块,所述的滤波模块、脉冲模块和三角波模块顺次连接,所述的滤波模块的输入端与蓄电 池直接连接,蓄电池作为所述滤波模块的输入;所述的三角波模块的输出端直接连接蓄电 池,作为蓄电池的输入。
[0006] 在本发明中,进一步的,所述的脉冲模块采用的芯片为占空比在0. 1% -99. 9%范 围内可调的芯片。
[0007] 所述的脉冲模块与三角波模块之间设置有控制导通的开关管,所述的开关管的输 出端设置有功率电阻。
[0008] 在蓄电池电压较弱的情况下,为了使蓄电池伴侣装置能自动停止工作,所述的蓄 电池伴侣装置还包括检测蓄电池电压、决定蓄电池伴侣装置是否工作的电压检测模块和提 供电压检测模块电源的电源转换模块,所述的电压检测模块和电源转换模块连接在滤波模块的输出端上,电源转换模块和电压检测模块连接,电压检测模块的输出端联接在滤波模 块的输入端上。
[0009] 进一步的,所述的滤波模块为LC滤波电路。
[0010] 为了避免蓄电池伴侣装置在通电、断电瞬间产生的能量对电路造成冲击,所述的 滤波模块和蓄电池连接处采用型号为P6SMB36CAT3的齐纳二极管连接。
[0011] 进一步的,所述的电源转换模块中采用的芯片为型号TLE4271的芯片。
[0012] 本发明的有益效果:由于该蓄电池伴侣装置包括有脉冲模块和连续输出对零而言 上下面积基本相等尖峰三角波形电流的三角波模块,所述的滤波模块、脉冲模块和三角波 模块顺次连接,所述的滤波模块的输入端与蓄电池直接连接,蓄电池作为所述滤波模块的 输入;所述的三角波模块的输出端直接连接蓄电池,作为蓄电池的输入。使得蓄电池在非充 电情况下,蓄电池伴侣装置也能对蓄电池进行修复和维护,且基本不损耗蓄电池电能,改善 蓄电池的使用寿命。并且在蓄电池电压弱的情况下,蓄电池伴侣装置自动停止工作。
[0013] 以下将结合附图和实施例,对本发明进行较为详细的说明。
附图说明
[0014] 图1为本发明蓄电池伴侣装置工作原理示意图。
[0015] 图2为本发明中脉冲模块和三角波模块电路图。
具体实施方式
[0016] 实施例1,如图1至图2所示,一种蓄电池伴侣装置,包括滤波模块、脉冲模块、三角 波模块;所述的滤波模块、脉冲模块和三角波模块顺次连接,所述的滤波模块与蓄电池直接 连接,蓄电池作为所述滤波模块的输入;所述的三角波模块的输出端直接连接蓄电池,作为 蓄电池的输入。所述的脉冲模块采用的芯片为占空比在0. -99. 9%范围内可调的芯片; 所述的脉冲模块与三角波模块之间设置有控制导通的开关管,所述的开关管的输出端设置 有功率电阻R,所述的滤波模块为LC滤波电路,所述的滤波模块和蓄电池连接处采用型号 为P6SMB36CAT3的齐纳二极管连接。
[0017] 实施例2,如图1所示,蓄电池伴侣装置,还包括检测蓄电池电压、决定蓄电池伴侣 装置是否工作的电压检测模块和提供电压检测模块电源的电源转换模块,所述的电压检测 模块和电源转换模块连接在滤波模块的输出端上,电源转换模块和电压检测模块连接,电 压检测模块的输出端联接在滤波模块的输入端上,所述的电源转换模块中采用的芯片为型 号TLE4271的芯片。其余的同实施例1。
[0018] 蓄电池电压经过滤波模块处理后,供脉冲模块的主芯片工作产生所需脉冲波形, 同时电源转换模块针对该电压进行电压调节转换产生合适的电压(5V)供电压检测模块的 芯片工作,所述的滤波模块、电源转换模块和电压检测模块都是现有的电路模块。脉冲模块 产生脉冲输入到三角波模块中,其三角波模块产生的尖峰三角波大电流波形,送回给蓄电 池,强迫还原蓄电池极板上累积的硫酸铅或者防止蓄电池极板上产生硫化现象。
[0019] 脉冲模块电路主要包括占空比在0. 1% -99. 9%范围内可调的芯片Ul,脉冲模块 和三角波模块之间联接有开关管和功率电阻R ;所述的三角波模块为微分电路,由电阻R7 与电容C5并联后再串有电容C4构成。[0020] 脉冲模块的芯片有宽泛的占空比,使得脉冲模块和三角波模块的电路方便得到所 需波形,加上其他电路模块支持,使得本装置很容易的产生了对零而言上下面积相等的两 个三角波电流。即将蓄电池伴侣装置与蓄电池单独并联连接时,将会输出连续的对零而言 上下面积基本相等的两个三角波电流,负向电流峰值约1. 2k,占空比80 %,它是充电伴侣 缓慢吸收并储存电池能量形成的;正向电流峰值约9A,占空比10%,它将储存的电能以比 常规充电电流大数倍的瞬间突发大电流的形式送回蓄电池,强迫还原极板上累积的硫酸 铅,起到对蓄电池修复和维护作用。一来一往,电流在零水平上下面积相等,平均总电流约 等于零,基本不损耗蓄电池电能。实现在没有外接电源非充电情况下,蓄电池伴侣装置也能 对蓄电池进行修复和维护。
[0021] 非充电情况下,蓄电池与蓄电池伴侣装置并联,就能实现对蓄电池进行修复和维 护;充电情况下,蓄电池与蓄电池伴侣装置及充电装置均处于并联状态。由于蓄电池与蓄电 池伴侣装置连接会产生对零而言上下面积相等的三角波电流,所以接上充电装置后,平均 电流就是充电装置的输出电流,原理同上,尖峰三角波大电流强迫还原极板上累积的硫酸 铅,实现对蓄电池进行修复和维护。
[0022] 蓄电池伴侣装置中设置有反馈控制电路即反馈环路,由上述的电压检测模块、和 滤波模块、蓄电池组成。所述的反馈环路具有磁滞回环的特性,即蓄电池伴侣装置的开始工 作电压临界点和停止工作电压临界点是两个不同的点。当蓄电池与蓄电池伴侣装置并接, 电压检测模块通过检测蓄电池的电压状况来决定蓄电池伴侣装置是否工作,如果电池馈电 或者蓄电池电压达不到工作电压,蓄电池伴侣装置不工作;如果电压检测模块检测到蓄电 池的电压达到伴侣装置起始工作电压值时,蓄电池伴侣装置开始工作。当充电装置不能给 蓄电池供电,蓄电池为负载供电时或者其它状态,如果蓄电池电压低于蓄电池伴侣装置的 关断电压时,蓄电池伴侣装置自动停止工作。这种现象在电动汽车上最为常见。
[0023] 如电动汽车上DC-DC向低压蓄电池充电,蓄电池电压逐渐升高,当电压升高到蓄 电池伴侣的工作电压时,蓄电池伴侣装置开始工作,维护蓄电池。当高压电池没电或者 DC-DC意外不工作的时候,整车低压负载由低压蓄电池供电,蓄电池电压下降,下降到蓄电 池伴侣关断电压时,蓄电池伴侣装置自动停止工作。蓄电池伴侣装置中反馈环路的磁滞回 环特性,充分体现了其独特的优越性。这种反馈环路的磁滞回环特性使得蓄电池供电处 (充电器或者车上的DC-DC)、蓄电池、充电伴侣能量可靠的传输,且在蓄电池伴侣装置关闭 或者工作的频率比较多的情况下,电路仍然很可靠。
[0024] 当蓄电池充电接上充电装置时,将本装置一起并接后,以上产生的两个三角波电 流与充电器输出的直流电流叠加,形成适应性最好的变电流充电。由于原本平均电流等于 零,所以叠加后的平均电流仍然等于充电装置提供的电流。由充电理论可知,充电中后期的 极化现象将导致电池发热失水、端电压虚高影响充电,此时充电器输出直流水平下降。而叠 加后的下方三角形电流逐渐低于零水平形成间歇放电电流,越往后期放电越长越深,有效 消除充电造成的极化,降低发热,使蓄电池容量增加。

Claims (7)

1. 一种蓄电池伴侣装置,它包括滤波模块;其特征在于:还包括脉冲模块和连续输出 对零而言上下面积基本相等尖峰三角波形电流的三角波模块,所述的滤波模块、脉冲模块 和三角波模块顺次连接,所述的滤波模块的输入端与蓄电池直接连接,蓄电池作为所述滤 波模块的输入;所述的三角波模块的输出端直接连接蓄电池,作为蓄电池的输入。
2.如权利要求1所述的蓄电池伴侣装置,其特征在于:所述的脉冲模块采用的芯片为 占空比在0. 1% -99. 9%范围内可调的芯片。
3.如权利要求1或2所述的蓄电池伴侣装置,其特征在于:所述的脉冲模块与三角波 模块之间设置有控制导通的开关管,所述的开关管的输出端设置有功率电阻。
4.如权利要求1所述的蓄电池伴侣装置,其特征在于:还包括检测蓄电池电压、决定蓄 电池伴侣装置是否工作的电压检测模块和提供电压检测模块电源的电源转换模块,所述的 电压检测模块和电源转换模块连接在滤波模块的输出端上,电源转换模块和电压检测模块 连接,电压检测模块的输出端联接在滤波模块的输入端上。
5.如权利要求1所述的蓄电池伴侣装置,其特征在于:所述的滤波模块为LC滤波电路。
6.如权利要求1所述的蓄电池伴侣装置,其特征在于:所述的滤波模块和蓄电池连接 处采用型号为P6SMB36CAT3的齐纳二极管连接。
7.如权利要求4所述的蓄电池伴侣装置,其特征在于:所述的电源转换模块中采用的 芯片为型号TLE4271的芯片。
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