CN102800900B - 蓄电池修复电路、蓄电池修复装置和蓄电池修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种蓄电池修复电路，包括：电压门限单元，用于连接至蓄电池两极和脉冲控制单元，当蓄电池的电压大于或等于预设起始电压时导通蓄电池与脉冲控制单元的连接，使蓄电池向脉冲控制单元供电，当蓄电池的电压小于或等于预设截止电压时断开蓄电池与脉冲控制单元的连接，使蓄电池停止向脉冲控制单元供电；脉冲控制单元，连接至脉冲输出单元，接收蓄电池供电并产生脉冲控制信号，将脉冲控制信号输出至脉冲输出单元；脉冲输出单元，连接至蓄电池两极，根据脉冲控制信号产生脉冲电流，并将脉冲电流输出至蓄电池。本发明还提供了一种蓄电池修复装置和一种蓄电池修复方法。通过本发明的技术方案，能够有效改善蓄电池盐化，不会对蓄电池产生副作用。

Description

蓄电池修复电路、蓄电池修复装置和蓄电池修复方法

技术领域

本发明涉及蓄电池修复技术领域，具体而言，涉及一种蓄电池修复电路、一种蓄电池修复装置和一种蓄电池修复方法。

背景技术

铅酸蓄电池盐化是普遍现象，也是引起蓄电池容量衰退，导致的蓄电池失效影响蓄电池性能的关键因素的重要因素。通过提高充电电压，可以遏制蓄电池盐化。相关技术中通过高压激活硫酸盐，多为离线式修复，需要通过充电器来实现。但修复功能糅合在充电器内部，使充电器成本提高，同时高电压会引起较大程度的失水，有时甚至会对蓄电池带来副作用。

因此，需要一种蓄电池修复技术，能够有效改善蓄电池盐化，不会对蓄电池产生副作用，并且使用方便，不需要通过充电器即可实现。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种蓄电池修复技术，能够有效改善蓄电池盐化，不会对蓄电池产生副作用，并且安装方便，不需要通过充电器即可实现。

根据本发明的一个方面，提出一种蓄电池修复电路，包括：电压门限单元，用于连接至蓄电池两极和脉冲控制单元，当所述蓄电池的电压大于或等于预设起始电压时导通所述蓄电池与所述脉冲控制单元的连接，使所述蓄电池向所述脉冲控制单元供电，当所述蓄电池的电压小于或等于预设截止电压时断开所述蓄电池与所述脉冲控制单元的连接，使所述蓄电池停止向脉冲控制单元供电；所述脉冲控制单元，连接至脉冲输出单元，接收所述蓄电池供电并产生脉冲控制信号，将所述脉冲控制信号输出至脉冲输出单元；所述脉冲输出单元，连接至所述蓄电池两极，根据所述脉冲控制信号产生脉冲电流，并将所述脉冲电流输出至所述蓄电池。

在该技术方案中，该蓄电池修复电路连接至蓄电池的正负两极，以蓄电池作为电源产生脉冲电流并返回至蓄电池，通过脉冲电流电解硫酸盐，改善蓄电池盐化。通过合理设置起始电压、截止电压使该电路具有合理的工作区间，可以始终保持与蓄电池连接，在蓄电池电压足够时才进行去除盐化的工作，防止造成蓄电池电压过低，对电池寿命造成损害。通常来说，起始电压为电池接近充满时的电压，截止电压要小于起始电压高于额定电压，最终可以保证修复工作完成的同时，将电池电压维持在合理大小。

优选地，所述电压门限单元包括至少一个稳压二极管。

优选地，所述脉冲控制单元包括震荡电路，所述震荡电路包括施密特触发器。

优选地，所述脉冲输出单元包括至少一个电容、至少一个电感和MOS管，所述MOS管的栅极连接至所述脉冲控制单元输出端，根据所述脉冲控制信号导通或截止；所述至少一个电容、至少一个电感在所述MOS管导通时充电并存储电能，在所述MOS管截止时放电，向所述蓄电池输出脉冲电流。

以上元件实现的电路，既能顺利完成消除盐化的工作，结构又简单合理，工作稳定不易出现故障，适合在电动车环境上使用。

优选地，所述起始电压与所述蓄电池的额定电压的比值恒定或在预设区间内，所述截止电压与所述起始电压的差值恒定或在预设区间内。

在本技术方案中，对于不同电压级别的蓄电池，可以设置对应的起始电压和截止电压，可以保证对蓄电池盐化消除可以顺利完成，又保证最终蓄电池电压合理，不会产生损伤。

优选地，所述脉冲控制信号频率在13.5KHz~14.4KHz范围内，和/或所述脉冲控制信号占空比在8%~9%范围内，和/或当所述蓄电池的额定电压为48V时，所述起始电压为51±0.3V，所述截止电压为49.5±0.3V。

在本技术方案中，根据实验结果可知，按上述参数进行脉冲电流的输出，可以保证蓄电池盐化修复效果显著。

优选地，所述脉冲控制信号频率为13.6KHz，和/或所述脉冲控制信号占空比为8.4%，和/或当所述蓄电池的额定电压为48V时，所述起始电压为51V，所述截止电压为49.5V。

在该技术方案中，频率为13.5KHz~14.4KHz的电流脉冲可以引起硫酸盐晶体谐振，从而更容易达到激活硫酸盐晶体的目的，经过实验论证，这其中又以13.6KHz频率的电流脉冲效果最好，48V级别蓄电池在电动车上较为常见，起始电压和截止电压的取值，也可以保证对电动车蓄电池盐化修复的效果最佳。

优选地，所述脉冲电流为锯齿形波，大小在35mA~45mA范围内，且所述脉冲电流在一个周期内方向交替变换一次。

在该技术方案中，经过实验论证，电流大小在35mA~45mA范围内，并且是变换方向的正负脉冲达到的电解硫酸盐的效果最好。

根据本发明的另一方面，提出一种蓄电池修复装置，包括上述技术方案中任一项所述的蓄电池修复电路，所述蓄电池修复电路内置于外壳中。

优选地，所述蓄电池修复电路经过封胶处理。

在该技术方案中，蓄电池修复电路经过封胶处理后可以防水，使用更加安全。

优选地，还包括线束，用于连接所述蓄电池修复电路和所述蓄电池，所述线束上设置有内嵌保险管，以及所述蓄电池修复电路用于与所述线束连接的出线端设置有自恢复保险管。

在该技术方案中，双重保险管的设置可以有效防止蓄电池的极性接反造成的不良后果。如果用户操作失误将蓄电池极性接反，保险管会熔断，从而断开与蓄电池的连接，不会对蓄电池修复电路造成损坏也可以避免发生危险。

根据本发明的另一方面，还提出一种蓄电池修复方法，包括：当蓄电池的电压大于或等于预设起始电压时，通过所述蓄电池供电来产生脉冲信号；根据所述脉冲控制信号产生脉冲电流，并将所述脉冲电流输出至所述蓄电池。

在该技术方案中，以蓄电池作为电源产生脉冲电流并返回至蓄电池，通过脉冲电流电解硫酸盐，改善蓄电池盐化。

优选地，所述起始电压与所述蓄电池的额定电压的比值恒定或在预设区间内，所述截止电压与所述起始电压的差值恒定或在预设区间内。

优选地，所述脉冲控制信号频率为13.5KHz~14.4KHz，和/或

所述脉冲控制信号占空比为8%~9%，和/或

当所述蓄电池的额定电压为48V时，所述起始电压为51±0.3V，所述截止电压为49.5±0.3V。

优选地，所述脉冲控制信号频率为13.6KHz，和/或

所述脉冲控制信号占空比为8.4%，和/或

当所述蓄电池的额定电压为48V时，所述起始电压为51V，所述截止电压为49.5V。

在该技术方案中，频率为13.5KHz~14.4KHz的电流脉冲可以引起硫酸盐晶体谐振，从而更容易达到激活硫酸盐晶体的目的，经过实验论证，这其中又以13.6KHz频率的电流脉冲效果最好。

优选地，所述脉冲电流为锯齿形波，大小为35mA~45mA，且所述脉冲电流在一个周期内方向交替变换一次。

在该技术方案中，经过实验论证，电流大小在35mA~45mA范围内，并且是变换方向的正负脉冲达到的电解硫酸盐的效果最好。

通过上述技术方案，能够有效改善蓄电池盐化，不会对蓄电池产生副作用，并且使用方便，不需要通过充电器即可实现。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施例的蓄电池修复电路的原理图；

图2示出了根据本发明的实施例的蓄电池修复电路的脉冲控制信号电压波形和脉冲电流波形示意图；

图3A和图3B示出了根据本发明的实施例的蓄电池修复装置的外壳的示意图；

图4A和图4B示出了根据本发明的实施例的蓄电池修复装置中线束的示意图；

图5示出了根据本发明的实施例的蓄电池修复方法的流程图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围不受下面公开的具体实施例的限制。

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1示出了根据本发明的实施例的蓄电池修复电路的原理图。

如图1所示，根据本发明的实施例的蓄电池修复电路包括：电压门限单元102，用于连接至蓄电池两极和脉冲控制单元104，当蓄电池的电压大于或等于预设起始电压时导通蓄电池与脉冲控制单元104的连接，使蓄电池向脉冲控制单元104供电，当蓄电池的电压小于或等于预设截止电压时断开蓄电池与脉冲控制单元104的连接，使蓄电池停止向脉冲控制单元104供电；脉冲控制单元104，连接至脉冲输出单元106，接收蓄电池供电并产生脉冲控制信号，将脉冲控制信号输出至脉冲输出单元106；脉冲输出单元106，连接至蓄电池两极，根据脉冲控制信号产生脉冲电流，并将脉冲电流输出至蓄电池。

在该技术方案中，该蓄电池修复电路连接至蓄电池的正负两极，以蓄电池作为电源产生脉冲电流并返回至蓄电池，通过脉冲电流电解硫酸盐，改善蓄电池盐化。通过合理设置起始电压、截止电压使该电路具有合理的工作区间，可以始终保持与蓄电池连接，在蓄电池电压足够时才进行去除盐化的工作，防止造成蓄电池电压过低，对电池寿命造成损害。通常来说，起始电压为电池接近充满时的电压，截止电压要小于起始电压高于额定电压，最终可以保证修复工作完成的同时，将电池电压维持在合理大小。

在一种具体实施方式中，蓄电池修复电路具有如图1所示的电子元件和连接方式。电路的108、110两端分别连接至蓄电池的正负两极，当蓄电池的电压高于预设起始电压时，稳压二极管Z1和Z2导通，稳压二极管Z1和Z2导通后三极管T1的基极得电，使三极管T1导通。三极管T1导通使三极管T3的基极得电，三极管T3导通。稳压二极管Z3使三极管T2的获得稳定的基极电压，由三极管T2导通后向脉冲控制单元104供电。

脉冲控制单元104包括一个型号为TC4584BFN的施密特触发器芯片，芯片的14管脚为电源输入管脚，与三极管T2的发射极连接。施密特触发器芯片与电阻R3、电阻R4、电容C4构成振荡电路，由芯片的4、6、8、10、12管脚输出脉冲控制信号。二极管D2、D3用于限制电流方向，电阻R2、R3、R4用于分压，发光二极管D0用作指示灯。

脉冲输出单元106包括电感L1、电感L1、电容C1、电容CX1、MOS管Q1。脉冲控制单元104产生的脉冲控制信号控制MOS管Q1的通断。当MOS管Q1导通时，电流经过电感L1、电感L2、MOS管至蓄电池的负极，并给电容C1、电容CX1充电；当MOS管Q1断开时，电容C 1、电容CX1、电感L1储存的电能流向电感L2，再通过二极管D1输入蓄电池。电阻RX1至RX7为功率电阻，F1为自恢复保险管，二极管D4用于限制电流方向。

优选地，起始电压与蓄电池的额定电压的比值恒定或在预设区间内，截止电压与起始电压的差值恒定或在预设区间内。

在本技术方案中，对于不同电压级别的蓄电池，可以设置对应的起始电压和截止电压，可以保证对蓄电池盐化消除可以顺利完成，又保证最终蓄电池电压合理，不会产生损伤。

优选地，脉冲控制信号频率在13.5KHz~14.4KHz范围内，和/或脉冲控制信号占空比在8%~9%范围内，和/或当蓄电池的额定电压为48V时，起始电压为51±0.3V，截止电压为49.5±0.3V。

在本技术方案中，根据实验结果可知，按上述参数进行脉冲电流的输出，可以保证蓄电池盐化修复效果显著。

优选地，脉冲控制信号频率为13.6KHz，和/或脉冲控制信号占空比为8.4%，和/或当蓄电池的额定电压为48V时，起始电压为51V，截止电压为49.5V。

在该技术方案中，频率为13.5KHz~14.4KHz的电流脉冲可以引起硫酸盐晶体谐振，从而更容易达到激活硫酸盐晶体的目的，经过实验论证，这其中又以13.6KHz频率的电流脉冲效果最好。以额定电压为48V的蓄电池为例，在蓄电池充电过程中51V开始工作直到充电结束，90%的充电过程中都在修复，截止电压是为了防止在蓄电池放电过程中蓄电池修复电路本身消耗过多能量，因此截止电压设置在49.5V，蓄电池修复电路只在蓄电池放电初期消耗少量能量。因此49.5V~51V是一个比较合理的区间。

参见图2，202为脉冲控制信号的电压方波，204为脉冲电流的锯齿波。

脉冲电流大小在35mA~45mA范围内，且脉冲电流在一个周期内方向交替变换一次。

在该技术方案中，经过实验论证，电流大小在35mA~45mA范围内，并且是变换方向的正负脉冲达到的电解硫酸盐的效果最好。

下面结合图3A至图4B说明根据本发明的实施例的蓄电池修复装置。

根据本发明的实施例的蓄电池修复装置包括蓄电池修复电路，蓄电池修复电路可以是具有图1所示实施例的电子元件和连接方式，蓄电池修复电路内至于外壳300中。参见图3A，为外壳300的俯视图，其中302为指示灯开孔，304为安装孔。参见图3B，为外壳300的侧视图，其中306为出线孔。通过指示灯开孔302可以看到蓄电池修复电路的指示灯，使用户了解蓄电池修复装置的工作状态。

优选地，蓄电池修复电路经过封胶处理。

在该技术方案中，蓄电池修复电路经过封胶处理后可以防水，使用更加安全。

参见图4A，为该蓄电池修复装置与蓄电池连接的线束的一种实施方式。其中，402为用于连接蓄电池的接插件，404为用于连接蓄电池修复装置的卡头，406和408分别对应连接蓄电池正负两极的电线。根据蓄电池的电压等级不同，有不同的用于连接蓄电池的接插件402，这样可以防止接错。

参见图4B，在用于连接蓄电池正极的电线406上设置有内嵌保险管410，在蓄电池极性接反时内嵌保险管410会熔断，从而防止损坏蓄电池修复电路。

图5示出了根据本发明的实施例的蓄电池修复方法的流程图。

如图5所示，根据本发明的实施例的蓄电池修复方法包括：步骤502，当蓄电池的电压大于或等于预设起始电压时，通过蓄电池供电来产生脉冲信号；步骤504，根据脉冲控制信号产生脉冲电流，并将脉冲电流输出至蓄电池。

在该技术方案中，以蓄电池作为电源产生脉冲电流并返回至蓄电池，通过脉冲电流电解硫酸盐，改善蓄电池盐化。

优选地，起始电压与蓄电池的额定电压的比值恒定或在预设区间内，截止电压与起始电压的差值恒定或在预设区间内。

优选地，脉冲控制信号频率为13.5KHz~14.4KHz，和/或

脉冲控制信号占空比为8%~9%，和/或

当蓄电池的额定电压为48V时，起始电压为51±0.3V，截止电压为49.5±0.3V。

优选地，脉冲控制信号频率为13.6KHz，和/或

脉冲控制信号占空比为8.4%，和/或

当蓄电池的额定电压为48V时，起始电压为51V，截止电压为49.5V。

在该技术方案中，频率为13.5KHz~14.4KHz的电流脉冲可以引起硫酸盐晶体谐振，从而更容易达到激活硫酸盐晶体的目的，经过实验论证，这其中又以13.6KHz频率的电流脉冲效果最好。

优选地，脉冲电流为锯齿形波，大小为35mA~45mA，且脉冲电流在一个周期内方向交替变换一次。

在该技术方案中，经过实验论证，电流大小在35mA~45mA范围内，并且是变换方向的正负脉冲达到的电解硫酸盐的效果最好。

综上，根据本发明能够有效改善蓄电池盐化，不会对蓄电池产生副作用；本发明提供的蓄电池修复装置安装方便、保护措施齐全、修复效果明显、且对蓄电池没有负面效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种蓄电池修复电路，其特征在于，包括：

电压门限单元，用于连接至蓄电池两极和脉冲控制单元，当所述蓄电池的电压大于或等于预设起始电压时导通所述蓄电池与所述脉冲控制单元的连接，使所述蓄电池向所述脉冲控制单元供电，当所述蓄电池的电压小于或等于预设截止电压时断开所述蓄电池与所述脉冲控制单元的连接，使所述蓄电池停止向脉冲控制单元供电；

所述脉冲控制单元，连接至脉冲输出单元，接收所述蓄电池供电并产生脉冲控制信号，将所述脉冲控制信号输出至脉冲输出单元；

所述脉冲输出单元，连接至所述蓄电池两极，根据所述脉冲控制信号产生脉冲电流，并将所述脉冲电流输出至所述蓄电池；

所述起始电压与所述蓄电池的额定电压的比值恒定或在预设区间内，所述截止电压与所述起始电压的差值恒定或在预设区间内；

所述脉冲输出单元包括至少一个电容、至少一个电感和MOS管，所述MOS管的栅极连接至所述脉冲控制单元输出端，根据所述脉冲控制信号导通或截止；所述至少一个电容、至少一个电感在所述MOS管导通时充电并存储电能，在所述MOS管截止时放电，向所述蓄电池输出脉冲电流；

所述脉冲控制信号频率为13.5KHz～14.4KHz，和所述脉冲控制信号占空比为8％～9％，和当所述蓄电池的额定电压为48V时，所述起始电压为51±0.3V，所述截止电压为49.5±0.3V；

所述脉冲电流为锯齿形波，大小在35mA～45mA范围内，且所述脉冲电流在一个周期内方向交替变换一次。

2.根据权利要求1所述的蓄电池修复电路，其特征在于，所述电压门限单元包括至少一个稳压二极管。

3.根据权利要求1所述的蓄电池修复电路，其特征在于，所述脉冲控制单元包括振荡电路，所述振荡电路包括施密特触发器。

4.根据权利要求1所述的蓄电池修复电路，其特征在于，所述脉冲控制信号频率为13.6KHz，和所述脉冲控制信号占空比为8.4％，和当所述蓄电池的额定电压为48V时，所述起始电压为51V，所述截止电压为49.5V。

5.一种蓄电池修复装置，其特征在于，包括权利要求1至4中任一项所述的蓄电池修复电路，所述蓄电池修复电路内置于外壳中。

6.根据权利要求5所述的蓄电池修复装置，其特征在于，所述蓄电池修复电路经过封胶处理。

7.根据权利要求5所述的蓄电池修复装置，其特征在于，还包括线束，用于连接所述蓄电池修复电路和所述蓄电池，所述线束上设置有内嵌保险管，以及所述蓄电池修复电路用于与所述线束连接的出线端设置有自恢复保险管。

8.一种蓄电池修复方法，其特征在于，用于如权利要求1至4中任一项所述的蓄电池修复电路，所述蓄电池修复方法包括：

当蓄电池的电压大于或等于预设起始电压时，通过所述蓄电池供电来产生脉冲控制信号；

根据所述脉冲控制信号产生脉冲电流，并将所述脉冲电流输出至所述蓄电池；

所述起始电压与所述蓄电池的额定电压的比值恒定或在预设区间内，所述蓄电池的截止电压与所述起始电压的差值恒定或在预设区间内，其中所述蓄电池的截止电压为当所述蓄电池的电压小于或等于预设截止电压时，使所述蓄电池停止向所述脉冲控制单元供电；

所述脉冲控制信号频率在13.5KHz～14.4KHz范围内，和

所述脉冲控制信号占空比在8％～9％范围内，和

当所述蓄电池的额定电压为48V时，所述起始电压为51±0.3V，所述截止电压为49.5±0.3V；

所述脉冲电流为锯齿形波，大小在35mA～45mA范围内，且所述脉冲电流在一个周期内方向交替变换一次。

9.根据权利要求8所述的蓄电池修复方法，其特征在于，所述脉冲控制信号频率为13.6KHz，和

所述脉冲控制信号占空比为8.4％，和

当所述蓄电池的额定电压为48V时，所述起始电压为51V，所述截止电压为49.5V。