CN103943905A - 蓄电池综合维护仪及在浮充状态下提升蓄电池性能的方法 - Google Patents

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Abstract

蓄电池综合维护仪及在浮充状态下提升蓄电池性能的方法，综合维护仪包括依次相连接的中央控制及计算单元、数据采集/输出模式选择单元、除硫/充电模式选择单元、脉冲/充电发生单元和输出单元；中央控制及计算单元和数据采集/输出模式选择单元分别与数据采集单元相连接。通过采集蓄电池数据，分别与检测保护-均衡充电转换门限、均衡充电-脉冲除硫转换门限、脉冲除硫-检测保护转换门限进行比较，根据比较结果对蓄电池分别进行检测保护、均衡充电或脉冲除硫，以提升蓄电池的性能。该方法通过检测保护+均衡充电+脉冲除硫的三阶段在线养护技术，提升浮充状态下电池性能，与传统方法相比，具有提升效果好、维护简单等特点。

Description

蓄电池综合维护仪及在浮充状态下提升蓄电池性能的方法
技术领域
本发明属于电子信息技术领域，涉及一种集蓄电池主要参数采集和网络化传输、在线恢复劣化蓄电池性能的铅酸蓄电池综合智能管理设备，特别涉及一种铅酸蓄电池组综合维护仪；本发明还涉及一种利用该综合维护仪在浮充状态下提升蓄电池性能的方法。 
背景技术
在通信、电力、银行、铁路等各系统得到广泛使用的固体阀控密封铅酸蓄电池具有重量轻、占地少、污染小、少维护等突出优点。蓄电池投入使用后虽然有整流器给电池组充电，但由于电池组是由多节单体电池串联组成，常规的整流器只是对整组电池进行充电，势必会导致各节单体电池充电不均匀。其二，电池作为备电系统，为保证设备的安全运行，频繁放电、过放电等情况时有发生，这是导致电池出现硫化现象的原因之一。第三，蓄电池所处工作环境恶劣、整流器充电参数设置不当等因素也会导致电池劣化。总而言之，电池充电不均导致的电池劣化和使用过程中产生的硫化现象，使得铅酸电池从问世到现在就没有真正意义上的维护，投入使用后自生自灭，使用寿命远比设计寿命短，这是蓄电池使用的一个顽疾，是电源管理存在的一个严重漏洞。 
发明内容
本发明的目的是提供一种蓄电池综合维护仪，能够提升电池的性能，有效抑制电池在使用过程中的劣化现象。
本发明的另一个目的是提供一种利用上述综合维护仪提升蓄电池性能的方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种蓄电池综合维护仪，包括依次相连接的中央控制及计算单元、数据采集/输出模式选择单元、除硫/充电模式选择单元、脉冲/充电发生单元和输出单元；中央控制及计算单元和数据采集/输出模式选择单元分别与数据采集单元相连接。
本发明所采用的另一个技术方案是：一种利用上述蓄电池综合维护仪在浮充状态下提升蓄电池性能的方法，具体为：
步骤1：通过蓄电池连接排将多个蓄电池串联组成蓄电池单元，将综合维护仪的电源接口接入交流市电220V，将综合维护仪的设备输出/采集接口通过多根输出电缆线与各蓄电池的正负极相连接；将综合维护仪的电流采样接口接至霍尔电流传感器，用于电流信号的采样；将综合维护仪的网络通讯接口通过网线连接至交换机/路由器的RJ45接口；将PC机COM接口通过RS-232线与综合维护仪的RS-232接口连接，通过PC机对综合维护仪进行各项参数预设，各项参数包括检测保护-均衡充电转换门限、均衡充电-脉冲除硫转换门限、脉冲除硫-检测保护转换门限；设置完成后，重新启动综合维护仪，通过综合维护仪的输出调节接口对输出脉冲和充电电压进行微调；
步骤2：蓄电池综合维护仪开始工作后，首先处于检测保护阶段，即由中央控制及计算单元发出数据采集信号，数据采集/输出模式选择单元将该数据采集信号传递给数据采集单元，数据采集单元对蓄电池进行数据采集，并将采集的数据发送至中央控制及计算单元，中央控制及计算单元将接收到的数据与预先设置的数据进行比较：如果采集到的数据未超过检测保护-均衡充电转换门限值，则继续循环进行检测保护；如果采集到的数据超过检测保护-均衡充电转换门限值，则进入均衡充电阶段，即中央控制及计算单元发出均衡充电信号，数据采集/输出模式选择单元将该均衡充电信号传递给除硫/充电模式选择单元，除硫/充电模式选择单元根据接收到的信号控制脉冲/充电发生单元产生并向输出单元输送均衡充电电压，由输出单元对蓄电池进行均衡充电，达到均衡充电时间后，中央控制及计算单元发出停止充电信号，数据采集/输出模式选择单元将该停止充电信号传递给除硫/充电模式选择单元，除硫/充电模式选择单元根据接收到的信号控制脉冲/充电发生单元停止向输出单元输送均衡充电电压，均衡充电过程结束；
步骤3：均衡充电过程结束后，中央控制及计算单元再次发出数据采集信号，数据采集单元再次对蓄电池进行数据采集，并将再次采集的数据发给中央控制与计算单元，中央控制及计算单元将再次接收到的采集数据与预先设置的数据进行比较：如果再次采集的数据未超过均衡充电-脉冲除硫转换门限值，则进入检测保护阶段；如果再次采集的数据超过均衡充电-脉冲除硫转换门限值，蓄电池已经出现硫化，则开始脉冲除硫阶段，即中央控制及计算单元发出脉冲除硫信号，数据采集/输出模式选择单元将该脉冲除硫信号传递给除硫/充电模式选择单元，除硫/充电模式选择单元根据接收到的信号控制脉冲/充电发生单元产生并向输出单元输送除硫脉冲，由输出单元对蓄电池进行脉冲除硫，达到脉冲除硫时间后，中央控制及计算单元发出停止除硫信号，通过数据采集/输出模式选择单元将停止除硫信号传递给除硫/充电模式选择单元，除硫/充电模式选择单元根据接收到的信号控制脉冲/充电发生单元停止向输出单元输送除硫脉冲，脉冲除硫过程结束；
步骤4：脉冲除硫过程结束后，中央控制及计算单元第三次发出数据采集信号，数据采集单元通过数据采集/输出模式选择单元接收到该第三次数据采集信号后，对蓄电池进行第三次数据采集，并将第三次采集的数据发送给中央控制及计算单元，中央控制及计算单元将第三次接收到的数据与预先设置的数据进行比较：如果第三次采集的数据超过脉冲除硫-检测保护转换门限值，则继续脉冲除硫；如果第三次采集的数据未超过脉冲除硫-检测保护转换门限值，则转入检测保护阶段，通过整流器对消除硫化后的蓄电池补充能量恢复劣化。
本发明在浮充状态下提升蓄电池性能的方法通过对浮充状态下的蓄电池加装蓄电池综合维护仪，首先利用蓄电池综合维护仪的检测保护功能，实时了解蓄电池的劣化状况，一旦发现电池出现劣化，立即启动蓄电池综合维护仪的均衡充电功能对劣化蓄电池进行性能恢复（针对蓄电池在浮充状态下各单体充电不均匀引起的容量下降，尚未产生硫化的情况），如果均衡充电仍然无法恢复电池劣化，立即启动蓄电池综合维护仪的脉冲除硫功能（针对因频繁放电、过放电、充电不足、电池所处环境恶劣等因素导致的电池硫化情况），直到电池硫化消除为止，停止脉冲除硫，通过站点整流设备对消除硫化的电池及时补充能量后，转入检测保护阶段。上述过程循环往复进行，且检测保护、均衡充电、脉冲除硫过程的转换控制均为设备自动完成，无需人工干预操作。该方法具有以下优点：
1）提供了一套新的浮充状态下蓄电池的性能维护方法，不是从避免各种导致电池劣化因素发生的角度，而是采用将各种因素造成的蓄电池劣化予以消除的角度和方法，解决了现有方法实现难度大的问题。
2）对蓄电池的维护全程无需人工干预，极大的减少了维护人员的工作强度和难度。
3）采用脉冲除硫+均衡充电+检测保护的三阶段组合养护方式，通过脉冲除硫阶段消除已有电池劣化；通过均衡充电阶段对每节电池进行精细化充电管理，有效弥补整组电池充电时部分单体电池欠充和过充的不足；通过检测保护阶段，有效避免电池过充的同时当检测到电池再次出现劣化时，自动启动进入脉冲除硫或均衡充电阶段。
附图说明
图1是本发明综合维护仪的结构示意图。
图2是本发明综合维护仪中供电单元的电路原理图。
图3是本发明综合维护仪中中央控制及计算单元的电路原理图。
图4是本发明综合维护仪中数据发送单元的电路原理图。
图5是本发明综合维护仪中数据采集/输出模式选择单元和除硫/充电模式选择单元的电路原理图。
图6是本发明综合维护仪中数据采集单元电路原理图。
图7是本发明综合维护仪中脉冲/充电发生单元的电路原理图。
图8～图12是本发明综合维护仪中输出单元的电路原理图。
图13是本发明综合维护仪的使用状态图。
图14是本发明提升蓄电池性能方法的流程图。
图1和图13中：1.供电单元，2.中央控制及计算单元，3.数据发送单元，4.数据采集/输出模式选择单元，5.除硫/充电模式选择单元，6.数据采集单元，7.脉冲/充电发生单元，8.输出单元，9.蓄电池单元，10.综合维护仪，11.交换机/路由器，12.蓄电池，13.电源接口，14.设备输出/采集接口，15.电流采样接口，16.设备级联接口，17.RS-232接口，18.网络通讯接口，19.输出调节接口，20.接地孔，21.输出电缆线，22.蓄电池连接排，23.网线，24.RJ45接口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明综合维护仪，包括依次相连接的中央控制及计算单元2、数据采集/输出模式选择单元4、除硫/充电模式选择单元5、脉冲/充电发生单元7和输出单元8；中央控制及计算单元2分别与数据发送单元3和数据采集单元6相连接；数据采集/输出模式选择单元4与数据采集单元6相连接，该综合维护仪还包括供电单元1，供电单元1分别与中央控制及计算单元2、数据发送单元3、数据采集/输出模式选择单元4、除硫/充电模式选择单元5、脉冲/充电发生单元7、采集单元6和输出单元8相连接。
使用时，将采集单元6和输出单元8与蓄电池单元9相连接。
供电单元1，用于给本综合维护仪中的其它各单元提供电能；
中央控制及计算单元2，用于控制数据采集/输出模式选择单元4选择数据采集状态或者输出模式状态；当数据采集/输出模式选择单元4选择数据采集状态时，数据采集单元6采集蓄电池单元9的各项运行参数，并将采集到的参数传输给中央控制及计算单元2；中央控制及计算单元2对接收到的运行参数进行汇总后形成一帧完整的包含蓄电池各项运行参数以及设备编号、采集日期和时间的数据后，将得到的该数据传输给数据发送单元3；与此同时，中央控制及计算单元2对接收到的蓄电池各项运行参数进行分析后，产生触发除硫/充电模式信号或数据采集模式信号，并将产生的信号传输给采集/输出模式选择单元4；
采集/输出模式选择单元4，用于接收中央控制及计算单元2输送的数据采集信号，将该控制信号传输给数据采集单元6；用于接收中央控制及计算单元2输送的触发除硫/充电模式信号，接收到该信号后，发出控制除硫/充电模式选择单元5输出模式状态的信号；
除硫/充电模式选择单元5，用于接收采集/输出模式选择单元4发出的控制除硫/充电模式选择单元5输出模式状态的信号，根据接收到的信号在输出模式状态下输出除硫脉冲控制信号或者均衡充电电压控制信号，并将除硫脉冲控制信号或者均衡充电电压控制信号输送给脉冲/充电发生单元7；
脉冲/充电发生单元7，用于接收除硫/充电模式选择单元5发送的除硫脉冲控制信号或者均衡充电电压控制信号，产生并向输出单元8输送相应的蓄电池除硫脉冲或蓄电池均衡充电电压；
输出单元8，用于输出除硫脉冲或均衡充电电压；
数据发送单元3，用于接收中央控制及计算单元2传送的数据，并将接收到的数据通过网络进行数据传递。
如图2所示，本发明综合维护仪中供电单元1的电路，包括第一芯片U1、第二芯片U2和第三芯片U3，第一芯片U1为AC220V-DC±12V电源转换芯片（PA+12），第二芯片U2为DC48-12V电源转换芯片（P+12），第三芯片U3为DC12-5V电源转换芯片（P）。第一芯片U1的引脚2和第二芯片U2的引脚1分别接第一电源接入端AC6，第一芯片U1的引脚3和第二芯片U2的引脚2分别接第二电源接入端AC5，电压为外部供电电源从图13中的电源接口13引入后，接到电源接入端AC5和电源接入端AC6，分两种情况：
1、如果外部电源为交流220V，则AC5直接接入第一芯片U1的第3脚，AC6直接接入第一芯片U1的第2脚，在第一芯片U1的第4脚得到DC-12V，第一芯片U1的第8脚得到DC+12V；第一芯片U1的第8脚接第三芯片U3的第1脚作为输入，第三芯片U3的第3脚输出得到DC+5V，给本综合维护仪中的各个单元供应稳定的工作电源。
2、如果外部电源为DC48V，则AC5直接接入第二芯片U2的第2脚，AC6直接接入第二芯片U2的第1脚，在第二芯片U2的第5脚得到DC-12V，第二芯片U2的第3脚得到DC+12V，第二芯片U2的第3脚接第三芯片U3的第1脚作为输入，第三芯片U3的第3脚输出得到DC+5V，给本综合维护仪中各个单元供应稳定的工作电源。
本发明综合维护仪中中央控制及计算单元2的电路，如图3所示，包括第四芯片U4，第四芯片U4采用STC90C58AD单片机（ICCPU）；第四芯片U4的第38脚接+5V电压，第四芯片U4的第16脚接系统地，构成第四芯片U4的供电；第四芯片U4的第14脚和第15脚连接由第一电容Cc1、第二电容Cc2及晶振JTc构成的外部时钟电路；电阻RST接第四芯片U4的第4脚，构成单片机复位电路；第四芯片U4的第2脚和第3脚作为串口分别连接图4中第五芯片U5的第9脚和第10脚，第五芯片U5为串口芯片ICRS；第四芯片U4的第1脚、第17脚～第37脚以及第39～第44脚作为I/O口，分别接至图8～图11中输出单元8中具有相同网络标号的位置，通过驱动电路，以控制各继电器的通断；第四芯片U4的第8脚接图6中第八芯片U8的第19脚，作为模数转换芯片ICAD的时钟；第四芯片U4的第9脚接图6中模数转换芯片ICAD的第18脚，作为模数转换芯片ICAD的片选信号；第四芯片U4的第10脚和第11脚分别接模数转换芯片ICAD的第17脚和第15脚，作为模数转换芯片ICAD的数据输入/输出端。
本发明综合维护仪中数据发送单元3的电路，如图4所示，包括第五芯片U5、第六芯片U6和第七芯片U7；第五芯片U5为MAX232串口数据通讯芯片（ICRS），第六芯片U6为RS-232转TCP/IP协转模块（TDXZ），第七芯片U7为无线协转模块（CDMA）。分两种情况说明：
1）若数据传输采用有线方式，第四芯片U4的第2脚和第3脚分别接第六芯片U6的第8脚和第7脚，通过第六芯片U6的第22脚、第23脚、第25脚和第26脚接图13中的网络通讯接口18，将数据通过该接口以有线方式进行传输。
第六芯片U6的第31脚接电阻Rmob，该电阻Rmob连接发光二极管MOB1；第六芯片U6的第29脚接电阻Rlan，该电阻Rlan连接发光二极管LAN1；第六芯片U6的第28脚接电阻Rtsl、该电阻Rtsl连接发光二极管TSL2，组成协转工作状态指示电路。
2）若数据传输采用无线方式，第四芯片U4的第2脚和第3脚分别接第五芯片U5的第9脚和第10脚，第五芯片U5对电平进行转换后，通过第五芯片U5的第7脚和第8脚分别接第七芯片U7的第3脚和第2脚，通过无线传输的方式对数据进行传输。
数据发送单元3中的电容Er1、电容Er2、电容Er3和电容Er4组成第五芯片U5的自举电路；电阻R2f、三极管T2a、电阻R2g、发光二极管TX2组成串口状态指示电路。
本发明综合维护仪中数据采集/输出模式选择单元4和除硫/充电模式选择单元5的电路，如图5所示，包括继电器Jcc、继电器J12p和场效应管M1。第四芯片U4的第43脚通过图8中依次相连接的电阻Rjc21、三极管Tjc21、达林顿管ICjc1组成驱动电路。达林顿管ICjc1的第14脚接入继电器Jcc的第10脚，以控制继电器Jcc的通断，从而使本综合维护仪工作在数据采集模式或者输出模式下。
第四芯片U4的第44脚通过图8中依次相连接的电阻Rjc22、三极管Tjc22、达林顿管ICjc1组成驱动电路；达林顿管ICjc1的第15脚接入继电器J12P的第10脚，以控制继电器J12P的通断，从而使本综合维护仪工作在除硫输出模式或者充电输出模式下。
继电器J12P的第2脚连接可调电阻RW上端，继电器J12P的第4脚连接可调电阻RM上端，可调电阻RW下端和可调电阻RM下端均连接至二芯白色端子CDQ的第2脚，继电器J12P的第3脚连接至二芯白色端子CDQ的第1脚；二芯白色端子CDQ连接至图7中的白色端子CDQ2。可调电阻RW的可调节旋钮和可调电阻RM的可调节旋钮接至图13中的输出调节接口19，用于控制图7中第九芯片U9（充电模块Module1）的除硫脉冲峰值或充电电压输出值。
数据采集单元6的电路，如图6所示，包括电流采样接口HR、继电器JQH和第八芯片U8，第八芯片U8为12位串行A/D转换器MAX186。控制继电器电路由该继电器JQH以及图8中所示的电阻Rjc23、三极管Tjc23和达林顿管ICjc1组成，当继电器JQH接到第四芯片U4的第1脚的切离命令时进行切换。分两种情况说明：
1）当蓄电池12为2V蓄电池时，第四芯片U4的第1脚通过图8中依次连接的电阻Rjc23、三极管Tjc23、达林顿管ICjc1组成驱动电路；达林顿管ICjc1的第16脚控制继电器JQH处于常开节点，蓄电池的电压采集不通过电阻Rv1和电阻Rv2组成的分压电路，直接通过图5采集/输出模式选择单元4中的继电器Jcc的第2脚，经过由电阻Rv5、电阻Rv6、电阻Rv7、电容Cv1、电容Cv2、电容Cv3、电解电容Ev1、电解电容Ev2、电解电容Ev3和电解电容Ev4组成的滤波电路，接至第八芯片U8的第1脚，完成对蓄电池电压信号的模数转换。
2）当蓄电池为12V蓄电池时，第四芯片U4的第1脚通过图8中依次连接的电阻Rjc23、三极管Tjc23、达林顿管ICjc1组成驱动电路；达林顿管ICjc1的第16脚控制继电器JQH处于常闭节点，蓄电池的电压采集通过电阻Rv1和电阻Rv2组成的分压电路，再通过图5采集/输出模式选择单元4中的继电器Jcc的第2脚，经过由电阻Rv5、电阻Rv6、电阻Rv7，电容Cv1、电容Cv2、电容Cv3、电解电容Ev1、电解电容Ev2、电解电容Ev3和电解电容Ev4组成的滤波电路，接至第八芯片U8的第1脚，完成对蓄电池电压信号的模数转换。
电阻Ra3、电阻Ra4、电位器Wa5和电容Ca2为12V蓄电池的采样基准电路；电阻Ra1、电阻Ra2、电位器Wa4和电容Ca1为2V蓄电池的采样基准电路，由第四芯片U4控制继电器JQH的通断，依蓄电池的电压等级控制接入第八芯片U8的第12脚。
电流采样接口HR（即图13中的电流采样接口15）可连接两路霍尔电流传感器，由霍尔电流传感器对电流进行采样并转换为电压信号，通过电流采样接口HR的第3脚连接由电阻Ri1、电阻Ril1、电容Ci11与电容Cil2组成的滤波和分压电路，接至第八芯片U8的第2脚；通过电流采样接口HR的第2脚连接由电阻Ri2、电阻Ri12、电容Ci21与电容Ci22组成的滤波和分压电路，接至第八芯片U8的第3脚，完成对电流数据的模数转换。
电阻Rfd1、电阻Rfd2、电阻Rfd3、电阻Rfd4、三极管Tfd1和三极管Tfd2组成泄能电路，通过第四芯片U4的第6脚控制第八芯片U8的第1脚进行放电。当采样结束时，将第八芯片U8第1脚的残余能量释放，避免造成误采样。
脉冲/充电发生单元7的电路，如图7所示，包括第九芯片U9、第十芯片U10、第十一芯片U11和场效应管M1；第九芯片U9为充电模块Module1，第十芯片U10为光电耦合器ICxm1（型号为521-2），用于电隔离；第十一芯片U11为STC89C2051单片机（CPUab）。第十一芯片U11的第4脚和第5脚连接由晶振JT1、电容Cca和电容Ccb组成的外部时钟电路，作为单片机CPUab的时钟信号；电阻Rcab接至第十一芯片U11的第1脚，组成单片机复位电路；第十一芯片U11的第2脚和第3脚接至四位端子XCK1，用于对单片机CPUab进行写程。 
充电模块Module1输入端为外部供电电源从图13中的电源接口13引入后，接到AC5、AC6电源输入端。当继电器J12P处于常闭节点时，充电模块Module1输出均衡充电电压；当继电器J12P处于常开节点时，由第十一芯片U11的第12脚和第13脚接至由电阻Rk11、电阻Rk12、电阻Rx11、电阻Rx12、电阻Rmx1、电容CJS1、电容CJS2、三极管TK11、三极管TK12和第十芯片U10组成的控制电路，通过对场效应管M1的通断控制，控制充电模块Module1产生除硫脉冲。
输出单元8，如图8～图12所示包括三极管Tjc1～Tjc23、三极管Tjc00～Tjc04、达林顿管ICjc1～ICjc4、继电器Ja1～Ja4、继电器Jb1～Jb4、继电器Jc1～Jc4、继电器Jd1～Jd4，继电器Je1～Je4，继电器Jf1～Jf4以及5位输出/采样接口BEa～BEe。
5位输出/采样接口BEa～BEe共同组成综合维护仪的输出/采集接口14，通过输出电缆线21接至各蓄电池12；第四芯片U4的各I/O口，即第四芯片U4的第1脚、第17脚～第37脚、第39脚～第44脚通过三极管Tjc1～Tjc23、Tjc00～Tjc04，达林顿管ICjc1～ICjc4组成的驱动电路，分时依次控制继电器Ja1～Ja4、继电器Jb1～Jb4、继电器Jc1～Jc4、继电器Jd1～Jd4、继电器Je1～Je4和继电器Jf1～Jf4的吸合或断开，实现设备向各蓄电池输出端口的分时循环输出或数据采样。
达林顿管ICj1～ICj4主要作用是提高驱动能力，型号为ULN2003。
蓄电池一旦投入使用，其电池性能下降是必然的，这是由电池的设计寿命所决定的。而蓄电池在使用过程中出现过放电、充电不足、频繁放电、电池所处环境恶劣等因素，都会加速电池劣化，导致电池的实际寿命往往达不到设计寿命。蓄电池的设计寿命不可改变，唯一可以改变的就是影响蓄电池寿命的外在因素。为提升蓄电池性能，传统的方法是：加强蓄电池维护力度，力求避免上述各种导致电池劣化因素的发生，从根源上予以杜绝。由于影响蓄电池劣化的因素很多，要想从根源上完全杜绝，不仅需要投入大量的人力、物力、财力，并且对维护人员的专业性要求较高，难度极大；且蓄电池本身作为备电系统，往往需要牺牲自身的性能来确保站点设备稳定安全运行，因此过放电、频繁放电等现象想要完全避免很不现实。对于刚生产出来的电池而言，理想情况是给每一节蓄电池配备一个充电电源进行分别管理，定可保证各节蓄电池处于优良的管控环境下，劣化速度也将显著降低。但已经使用的蓄电池，由于已经出现了一定程度的劣化，单独的充电无法消除电池劣化。而针对已有的劣化电池，如何有效的消除电池劣化，提升蓄电池性能，目前也没有一套行之有效的处理办法。
本发明提供了一种流程如图14所示的能有效消除已使用蓄电池的劣化现象，提升蓄电池性能的方法，具体为：
步骤1：通过蓄电池连接排22将多个蓄电池12串联组成蓄电池单元9，将本发明的综合维护仪10的电源接口13接入交流市电220V，将综合维护仪10的设备输出/采集接口14通过多根输出电缆线21与各蓄电池12的正负极相连接；将综合维护仪10的电流采样接口15接至霍尔电流传感器，用于电流信号的采样；如图13所示，如果所连接蓄电池12的数量超过24节，则将综合维护仪10的级联接口16连接另外一台综合维护仪10；如果所连接蓄电池12的数量未超过24节，则综合维护仪10的级联接口16不接另外的综合维护仪10；将综合维护仪10的网络通讯接口18通过网线23连接至交换机/路由器11的RJ45接口24；将接地孔20通过接地线连接至机房大地。 
上述各连线完成后，将PC机COM接口通过RS-232线与综合维护仪10的RS-232接口17连接，通过PC机对综合维护仪10进行各项参数预设，各项参数包括检测保护-均衡充电转换门限、均衡充电-脉冲除硫转换门限、脉冲除硫-检测保护转换门限；设置完成后，重新启动综合维护仪10，通过综合维护仪10的输出调节接口19对输出脉冲和充电电压进行微调（依据电池厂家给出的充电电压标准值进行调整）；
步骤2：蓄电池综合维护仪开始工作后，首先处于检测保护阶段，即由中央控制及计算单元2发出数据采集信号，数据采集/输出模式选择单元4将该数据采集信号传递给数据采集单元6，数据采集单元6对蓄电池进行数据采集，并将采集的数据发送至中央控制及计算单元2，中央控制及计算单元2将接收到的数据与预先设置的数据进行比较：如果采集到的数据未超过检测保护-均衡充电转换门限值，说明蓄电池未出现劣化，则继续循环进行检测保护过程；如果采集到的数据超过检测保护-均衡充电转换门限值，说明蓄电池出现劣化，则进入均衡充电阶段，即中央控制及计算单元2发出均衡充电信号，数据采集/输出模式选择单元4将该均衡充电信号传递给除硫/充电模式选择单元5，除硫/充电模式选择单元5根据接收到的信号控制脉冲/充电发生单元7产生并向输出单元8输送均衡充电电压，由输出单元8对蓄电池进行均衡充电，均衡充电的时间长短由中央控制及计算单元2根据单体蓄电池的电压值与检测保护-均衡充电转换转换门限值的偏离程度决定，达到均衡充电时间后，中央控制及计算单元2发出停止充电信号，数据采集/输出模式选择单元4将该停止充电信号传递给除硫/充电模式选择单元5，除硫/充电模式选择单元5根据接收到的信号控制脉冲/充电发生单元7停止向输出单元8输送均衡充电电压，均衡充电过程结束；
步骤3：均衡充电过程结束后，中央控制及计算单元2再次发出数据采集信号，数据采集单元6再次对蓄电池进行数据采集，并将再次采集的数据发给中央控制与计算单元2，中央控制及计算单元2将再次接收到的采集数据与预先设置的数据进行比较：如果再次采集的数据未超过均衡充电-脉冲除硫转换门限值，说明蓄电池性能已经恢复，则进入检测保护阶段；如果再次采集的数据超过均衡充电-脉冲除硫转换门限值，说明蓄电池性能仍未恢复，蓄电池已经出现硫化，则开始脉冲除硫阶段，即中央控制及计算单元2发出脉冲除硫信号，数据采集/输出模式选择单元4将该脉冲除硫信号传递给除硫/充电模式选择单元5，除硫/充电模式选择单元5根据接收到的信号控制脉冲/充电发生单元7产生并向输出单元8输送除硫脉冲，由输出单元8对蓄电池进行脉冲除硫，脉冲除硫的时间长短由中央控制及计算单元2根据蓄电池单体电压值与均衡充电-脉冲除硫转换门限值的偏离程度决定，达到脉冲除硫时间后，中央控制及计算单元2发出停止除硫信号，通过数据采集/输出模式选择单元4将停止除硫信号传递给除硫/充电模式选择单元5，除硫/充电模式选择单元5根据接收到的信号控制脉冲/充电发生单元7停止向输出单元8输送除硫脉冲，脉冲除硫过程结束；
步骤4：脉冲除硫过程结束后，中央控制及计算单元2第三次发出数据采集信号，数据采集单元6通过数据采集/输出模式选择单元4接收到该第三次数据采集信号后，对蓄电池进行第三次数据采集，并将第三次采集的数据发送给中央控制及计算单元2，中央控制及计算单元2将第三次接收到的数据与预先设置的数据进行比较：如果第三次采集的数据超过脉冲除硫-检测保护转换门限值，说明蓄电池硫化未消除，则继续脉冲除硫；如果第三次采集的数据未超过脉冲除硫-检测保护转换门限值，说明蓄电池硫化消除，则转入检测保护阶段，通过整流器对消除硫化后的蓄电池补充能量恢复劣化，使蓄电池性能得到提高。
浮充状态下蓄电池性能下降主要由外部因素引起。主要是这几个方面：1）电池组都是由多节单体电池串联组成，整流设备只是对整组电池进行充电，由于各节单体的内阻不同，在充电过程中势必会造成饱饿不均的状况，即各节单体充电电压分配不均匀，导致部分单体已经过充而部分单体还未充饱，长此以往，电池必然劣化。2）蓄电池本身作为备电系统，往往需要牺牲自身的性能来确保站点设备的稳定安全运行，因此过放电、频繁充放电等现象时有发生，这是导致电池硫化的原因之一。3）蓄电池所处工作环境恶劣、整流器充电参数设置不当等因素也会导致电池劣化。
本发明方法是针对以上电池在浮充状态下产生劣化的主要原因，通过检测保护（判断电池是否出现劣化）+均衡充电（对浮充状态下各单体充电不均匀现象进行均衡调节）+脉冲除硫（对各种外界因素造成的电池硫化进行去硫化处理）的三阶段在线养护技术，提升浮充状态下电池性能，与传统方法相比，具有提升效果好、维护简单等特点。 

Claims (7)

1.一种蓄电池综合维护仪，其特征在于，包括依次相连接的中央控制及计算单元（2）、数据采集/输出模式选择单元（4）、除硫/充电模式选择单元（5）、脉冲/充电发生单元（7）和输出单元（8）；中央控制及计算单元（2）和数据采集/输出模式选择单元（4）分别与数据采集单元（6）相连接。
2.根据权利要求1所述蓄电池组综合维护仪，其特征在于，所述的中央控制及计算单元（2）与数据发送单元（3）相连接。
3.根据权利要求1或2所述蓄电池组综合维护仪，其特征在于，该综合维护仪还包括供电单元（1），供电单元（1）分别与其它的单元相连接，给其它单元提供电能。
4.一种利用权利要求1所述蓄电池综合维护仪在浮充状态下提升蓄电池性能的方法，具体为：
步骤1：通过蓄电池连接排将多个蓄电池串联组成蓄电池单元，将综合维护仪的电源接口接入交流市电220V，将综合维护仪的设备输出/采集接口通过多根输出电缆线与各蓄电池的正负极相连接；将综合维护仪的电流采样接口接至霍尔电流传感器，用于电流信号的采样；将综合维护仪的网络通讯接口通过网线连接至交换机/路由器的RJ45接口；将PC机COM接口通过RS-232线与综合维护仪的RS-232接口连接，通过PC机对综合维护仪进行各项参数预设，各项参数包括检测保护-均衡充电转换门限、均衡充电-脉冲除硫转换门限、脉冲除硫-检测保护转换门限；设置完成后，重新启动综合维护仪，通过综合维护仪的输出调节接口对输出脉冲和充电电压进行微调；
步骤2：蓄电池综合维护仪开始工作后，首先处于检测保护阶段，即由中央控制及计算单元（2）发出数据采集信号，数据采集/输出模式选择单元（4）将该数据采集信号传递给数据采集单元（6），数据采集单元（6）对蓄电池进行数据采集，并将采集的数据发送至中央控制及计算单元（2），中央控制及计算单元（2）将接收到的数据与预先设置的数据进行比较：如果采集到的数据未超过检测保护-均衡充电转换门限值，则继续循环进行检测保护；如果采集到的数据超过检测保护-均衡充电转换门限值，则进入均衡充电阶段，即中央控制及计算单元（2）发出均衡充电信号，数据采集/输出模式选择单元（4）将该均衡充电信号传递给除硫/充电模式选择单元（5），除硫/充电模式选择单元（5）根据接收到的信号控制脉冲/充电发生单元（7）产生并向输出单元（8）输送均衡充电电压，由输出单元（8）对蓄电池进行均衡充电，达到均衡充电时间后，中央控制及计算单元（2）发出停止充电信号，数据采集/输出模式选择单元（4）将该停止充电信号传递给除硫/充电模式选择单元（5），除硫/充电模式选择单元（5）根据接收到的信号控制脉冲/充电发生单元（7）停止向输出单元（8）输送均衡充电电压，均衡充电过程结束；
步骤3：均衡充电过程结束后，中央控制及计算单元（2）再次发出数据采集信号，数据采集单元（6）再次对蓄电池进行数据采集，并将再次采集的数据发给中央控制与计算单元（2），中央控制及计算单元（2）将再次接收到的采集数据与预先设置的数据进行比较：如果再次采集的数据未超过均衡充电-脉冲除硫转换门限值，则进入检测保护阶段；如果再次采集的数据超过均衡充电-脉冲除硫转换门限值，蓄电池已经出现硫化，则开始脉冲除硫阶段，即中央控制及计算单元（2）发出脉冲除硫信号，数据采集/输出模式选择单元（4）将该脉冲除硫信号传递给除硫/充电模式选择单元（5），除硫/充电模式选择单元（5）根据接收到的信号控制脉冲/充电发生单元（7）产生并向输出单元（8）输送除硫脉冲，由输出单元（8）对蓄电池进行脉冲除硫，达到脉冲除硫时间后，中央控制及计算单元（2）发出停止除硫信号，通过数据采集/输出模式选择单元（4）将停止除硫信号传递给除硫/充电模式选择单元（5），除硫/充电模式选择单元（5）根据接收到的信号控制脉冲/充电发生单元（7）停止向输出单元（8）输送除硫脉冲，脉冲除硫过程结束；
步骤4：脉冲除硫过程结束后，中央控制及计算单元（2）第三次发出数据采集信号，数据采集单元（6）通过数据采集/输出模式选择单元（4）接收到该第三次数据采集信号后，对蓄电池进行第三次数据采集，并将第三次采集的数据发送给中央控制及计算单元（2），中央控制及计算单元（2）将第三次接收到的数据与预先设置的数据进行比较：如果第三次采集的数据超过脉冲除硫-检测保护转换门限值，则继续脉冲除硫；如果第三次采集的数据未超过脉冲除硫-检测保护转换门限值，则转入检测保护阶段，通过整流器对消除硫化后的蓄电池补充能量恢复劣化。
5.根据权利要求4所述在浮充状态下提升蓄电池性能的方法，其特征在于，所述步骤1中，如果所连接蓄电池的数量超过24节，则将综合维护仪的级联接口连接另外一台综合维护仪；如果所连接蓄电池的数量未超过24节，则综合维护仪的级联接口不接另外的综合维护仪。
6.根据权利要求4所述在浮充状态下提升蓄电池性能的方法，其特征在于，所述步骤1中，均衡充电的时间长短由中央控制及计算单元（2）根据单体蓄电池的电压值与检测保护-均衡充电转换转换门限值的偏离程度决定。
7.根据权利要求4所述在浮充状态下提升蓄电池性能的方法，其特征在于，所述步骤3中，脉冲除硫的时间长短由中央控制及计算单元（2）根据蓄电池单体电压值与均衡充电-脉冲除硫转换门限值的偏离程度决定。
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