CN103219772A - 一种可充电电池组的节能维护设备 - Google Patents

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Abstract

一种可充电电池节能维护设备，在不拆解可充电电池组的情况下，被选中的需要放电的可充电电池（2）、变压器（5）的初级线圈和功率开关管（4）串联，变压器（5）的次级线圈、整流二极管（6）和被选中的需要充电的可充电电池（8）串联，电容（7）并联在变压器次级线圈、整流二极管两端。利用交换矩阵选择可充电电池组中的任意可充电电池。该设备在全核对性充放电和对老化可充电电池激活时可利用放电能量，把需要放电的可充电电池（2）放掉的电量用来对需要充电的可充电电池（8）进行充电，节约能源，又避免了使用电阻放电带来的温升以及散热问题，降低碳排放。

Description

一种可充电电池组的节能维护设备
技术领域
本发明涉及一种设备，具体涉及一种可充电电池组的节能维护设备。
背景技术
可充电电池作为电能储备单元，具有容量大、内阻小、等效价格便宜等优点，在电力、通信、医疗、银行、铁路/空行/港口调度等许多领域有着广泛的应用，但都或多或少存在一定的记忆效应，而使用最多的铅酸可充电电池则具有明显的记忆效应，需要定期对其进行完全充放电操作，这种操作称为全核对性充放电。在使用过程中，由于过充电、过放电、长期闲置等原因，会导致可充电电池产生记忆效应，此时需要对可充电电池进行多次完全充放电使可充电电池内部化学物质活化的过程，称为激活。
可充电电池组在对外供电时将所有的可充电电池一起放电，充电时也是整体进行充电，由于可充电电池的个体化差异，使得部分可充电电池被过充电、部分可充电电池被过放电，如果不能及时发现，将会极大降低可充电电池的使用寿命，使可充电电池组提前报废，造成很大浪费。铅酸可充电电池中重金属铅的成分占了整个可充电电池组成成分的2/3以上，其生产和回收都对环境造成极大的危害。
传统的全核对性充放电方法是用大功率电阻放电，这部分能量被直接消耗；传统的激活操作需要拆解可充电电池组，效率很低。
发明内容
为解决背景技术中的问题，本发明提供了一种可充电电池组的节能维护设备，并且可以在不拆解可充电电池组的情况下实现全核对性充放电和激活，延长可充电电池使用寿命，保护环境、节约能源、降低碳排放。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在不拆解可充电电池组的情况下，被选中的需要放电的可充电电池、变压器的初级线圈和功率开关管串联，变压器的次级线圈、整流二极管和被选中的需要充电的可充电电池串联，电容并联在变压器次级线圈、整流二极管两端。
被选中的需要放电的可充电电池、被选中的需要充电的可充电电池是通过交换矩阵从可充电电池组中选出的，交换矩阵是由多个继电器构成的，交换矩阵可以用来选择可充电电池组中的任意可充电电池，可以在不拆解可充电电池组的情况下，对可充电电池组中的任意可充电电池进行节能的维护、全核对性充放电和激活。
在可充电电池组的充电过程中实时监测每个可充电电池的电压，当部分可充电电池的电压达到充电终了标准时，停止对整个可充电电池组的充电，防止另外一部分可充电电池被过充电，随后对未达到充电终了电压的部分可充电电池进行补充充电。
在可充电电池组的放电过程中实时监测每个可充电电池的电压，当部分可充电电池的电压达到放电终了标准时，停止整个可充电电池组的放电，防止另外一部分可充电电池过放电。
变压器起着隔离直流电位的作用，变压器可以换成其它任何可以用来直流电位隔离的器件。
交换矩阵可以由其它任何可以用来切换的器件构成。
交换矩阵可以扩充或者缩减，适用于2只以上（含2只）可充电电池构成的可充电电池组。
本发明的有益效果是：
1、在不拆解可充电电池组的情况下，可以实现对可充电电池组中任意单只或多只可充电电池的自动检测、自动充放电、自动激活、实时检测防止过充电过放电，延长可充电电池使用寿命的目的。
2、在全核对性充放电及对可充电电池激活时可利用可充电电池组中其它可充电电池放电的能量，把需要放电的可充电电池放掉的电量用来对需要充电的可充电电池进行充电，节约能源，又避免了使用电阻放电带来的温升以及散热问题，降低碳排放。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是放电能量利用原理框图。
图中，1、补充恒流源；2、被选中的需要放电的可充电电池；3、PWM控制波输入；4、功率开关管；5、变压器；6、整流二极管；7、电容；8、被选中的需要充电的可充电电池；9、被选中的需要放电的可充电电池正极端口；10、被选中的需要放电的可充电电池负极端口；11、被选中的需要充电的可充电电池正极端口；12、被选中的需要充电的可充电电池负极端口；13、可充电电池1；14、可充电电池2；15、可充电电池3；16、继电器；17、继电器；18、继电器；19、继电器；20、继电器；21、继电器；22、继电器；23、继电器；24、继电器；25、继电器；26、继电器；27、继电器；28、继电器；29、继电器；30、继电器；31、继电器。
具体实施方式
在图1中，继电器（16）、继电器（17）、继电器（18）、继电器（19）、继电器（20）、继电器（21）、继电器（22）、继电器（23）、继电器（24）、继电器（25）、继电器（26）、继电器（27）、继电器（28）、继电器（29）、继电器（30）和继电器（31）构成交换矩阵，可充电电池1（13）、可充电电池2（14）、可充电电池3（15）组成一个可充电电池组，通过控制继电器的开关状态选择可充电电池组中的某一个可充电电池，可同时选中可充电电池组中的两个可充电电池，例如，闭合继电器（16）和继电器（21），被选中的需要放电的可充电电池正极端口（9）和被选中的需要放电的可充电电池负极端口（10）之间选中可充电电池1（13）；闭合继电器（26）和继电器（31），被选中的需要充电的可充电电池正极端口（11）和被选中的需要充电的可充电电池负极端口（12）之间选中可充电电池3（15）。被选中的需要放电的可充电电池正极端口（9）和被选中的需要放电的可充电电池负极端口（10）之间的可充电电池作为被选中的需要放电的可充电电池（2），被选中的需要充电的可充电电池正极端口（11）和被选中的需要充电的可充电电池负极端口（11）之间的可充电电池作为被选中的需要充电的可充电电池（8）。PWM控制波输入（3）控制功率开关管（4）的关断。被选中的需要放电的可充电电池（2）、变压器（4）的初级线圈和功率开关管（4）串联，变压器（5）的次级线圈、整流二极管（6）和被选中的需要充电的可充电电池（8）串联，电容（7）并联在变压器（5）次级线圈、整流二极管（6）两端。变压器（5）起隔离电位的作用。补充恒流源（1）的作用是当被选中的需要放电的可充电电池（2）的能量不够用于充电时提供能量补充。

Claims (7)

1.一种可充电电池组的节能维护设备，其特征是：在不拆解可充电电池组的情况下，被选中的需要放电的可充电电池、变压器的初级线圈和功率开关管串联，变压器的次级线圈、整流二极管和被选中的需要充电的可充电电池串联，电容并联在变压器次级线圈、整流二极管两端。
2.根据权利要求1所述的一种可充电电池组的节能维护设备，其特征是：被选中的需要放电的可充电电池、被选中的需要充电的可充电电池是通过交换矩阵从可充电电池组中选择的，交换矩阵是由多个继电器构成的，交换矩阵可以用来选择可充电电池组中的任意可充电电池，实现在不拆解可充电电池组的情况下，对可充电电池组中的任意可充电电池进行节能的维护、全核对性充放电和激活的目的。
3.根据权利要求1所述的一种可充电电池组的节能维护设备，其特征是：在可充电电池组的充电过程中实时监测每个可充电电池的电压，当部分可充电电池的电压达到充电终了标准时，停止对整个可充电电池组的充电，防止另外一部分可充电电池被过充电，随后对未达到充电终了电压的部分可充电电池进行补充充电。
4.根据权利要求1所述的一种可充电电池组的节能维护设备，其特征是：在可充电电池组的放电过程中实时监测每个可充电电池的电压，当部分可充电电池的电压达到放电终了标准时，停止整个可充电电池组的放电，防止另外一部分可充电电池过放电。
5.根据权利要求1所述的一种可充电电池组的节能维护设备，其特征是：变压器起着隔离直流电位的作用，变压器可以换成其它任何可以用来直流电位隔离的器件。
6.根据权利要求1所述的一种可充电电池组的节能维护设备，其特征是：交换矩阵可以由其它任何可以用来切换的器件构成。
7.根据权利要求1所述的一种可充电电池组的节能维护设备，其特征是：交换矩阵可以扩充或者缩减，适用于2只以上（含2只）可充电电池构成的可充电电池组。
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