CN104091971B - 一种蓄电池去硫化装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种蓄电池去硫化装置和方法。它包括：中央处理单元、三相交流电源、交直流转换单元、脉冲充电单元、脉冲放电单元、蓄电池电压检测单元、蓄电池温度检测单元、蓄电池单体电压检测单元和操作显示单元，所述的三相交流电源、交直流转换单元和脉冲充电单元依次连接，所述的脉冲充电单元、脉冲放电单元、蓄电池电压检测单元、蓄电池温度检测单元和蓄电池单体电压检测单元的一端均连接中央处理单元，另一端均连接蓄电池，所述的操作显示单元连接中央处理单元。本发明的有益效果是：从而不受蓄电池极化影响达到更好的修复效果，并且减少修复过程中气体析出对极板的冲刷，有效保护蓄电池。

Description

一种蓄电池去硫化装置和方法
技术领域
本发明涉及铅酸蓄电池相关技术领域，尤其是指一种蓄电池去硫化装置和方法。
背景技术
在极板上生成白色坚硬的硫酸铅结晶，充电时又非常难于转化为活性物质的硫酸铅，这就是硫酸盐化，简称为“硫化”。生成这种硫酸铅的原因是过放电或放电后长期放置时，硫酸铅微粒在电解液中溶解，呈饱和状态，这些硫酸铅在温度低时重新结晶，而在结晶成硫酸铅时析出。这样在一度析出的粒子上一次又一次地因温度变动而生长、发展，使结晶粒增大。这种硫酸的导电性不良、电阻大，溶解度和溶解速度又很小，充电时恢复困难。因而成为容量降低和寿命缩短的原因。
目前，常用的去硫化方式为浅循环大电流充电法和化学修复方法。浅循环大电流充电法用过充电析出气体对极板表面轻微硫化盐冲刷，使其脱附溶解并转化为活性物质。此法的特点：对于轻微硫化可以明显修复。但对于老电池不适用，因为在析出气体冲刷硫酸盐的同时也对正极板的活性物产生强烈冲刷，使活性物质变软甚至脱落。化学修复方法是加入这些硫酸盐的配位掺杂剂，可与很多金属离子，包括硫化盐形成配位化合物。形成的化合物在酸性介质中是不稳定的，不导电的硫化层将逐步溶解返回到溶液中，使极板硫化脱附溶解。此法的特点：太繁琐，成本太高，增加电池内阻，并且还改变了电解液的原结构，修复后的使用期较短。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中存在上述的不足，提供了一种修复效果好且 保护蓄电池的蓄电池去硫化装置和方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种蓄电池去硫化装置，包括：中央处理单元、三相交流电源、交直流转换单元、脉冲充电单元、脉冲放电单元、蓄电池电压检测单元、蓄电池温度检测单元、蓄电池单体电压检测单元和操作显示单元，所述的三相交流电源、交直流转换单元和脉冲充电单元依次连接，所述的脉冲充电单元、脉冲放电单元、蓄电池电压检测单元、蓄电池温度检测单元和蓄电池单体电压检测单元的一端均连接中央处理单元，另一端均连接蓄电池，所述的操作显示单元连接中央处理单元。
根据马斯三定律可知：在充电过程中当充电电流接近蓄电池固有的微量析出气体充电曲线时，适时的对蓄电池进行反向大电流瞬间放电，可以消除电池的极化现象。所以，使用该装置，在修复过程中选择施加交替的脉冲充电电流和脉冲放电电流可以消除蓄电池在修复过程中的极化现象，使蓄电池内部通过的脉冲电流更接近装置施加给蓄电池的脉冲电流，从而不受蓄电池极化影响达到更好的修复效果，并且减少修复过程中气体析出对极板的冲刷，有效保护蓄电池。
作为优选，还包括装置保护单元，所述的装置保护单元连接中央处理单元。能够对整个装置进行保护。
作为优选，还包括蓄电池保护单元，所述的蓄电池保护单元连接在中央处理单元与蓄电池之间。避免蓄电温度过高和电压过高对蓄电池造成损坏。
作为优选，还包括报警单元，所述的报警单元连接中央处理单元。及时报警来提醒操作人员采取措施保护装置的安全。
基于一种蓄电池去硫化装置的一种蓄电池去硫化方法，在蓄电池两端施加交替的参数可变的脉冲充电电流和脉冲放电电流，具体操作步骤如下：
(5)修复前对蓄电池充满电，对蓄电池进行标准5小时放电率的连续放电，得到蓄电池接入负载时的最高稳定电压；
(6)以得到的最高稳定电压为标准，自动调节脉冲充电电流和脉冲放电电流对蓄电池进行修复，整个过程脉冲放电电流作用大于脉冲充电电流 作用，为放电修复过程，当蓄电池电压低于接入负载的最高稳定电压1V时，结束此放电修复过程；
(7)启动充电修复过程，即在蓄电池电压低于接入负载时的最高稳定电压1V时，自动调节脉冲充电电流和脉冲放电电流，脉冲充电电流作用大于脉冲放电电流的作用，此过程整体为充电修复过程，当蓄电池电压达到接入负载的最高稳定电压时，结束此充电修复过程；
(8)重复步骤(2)和步骤(3)的过程，当前一个充电修复过程充进蓄电池的电量基本等于后一个充电修复过程的时候，结束修复过程。
作为优选，在步骤(1)中，中央处理单元向脉冲放电单元发送连续电流放电指令，让脉冲放电单元以标准5小时放电率对蓄电池电压进行放电直至蓄电池达到一个稳定的电压值，该电压值为蓄电池充满电时的负载电压，并记录该电压值为nV。
作为优选，在步骤(3)中，当蓄电池电压再次达到接入负载的最高稳定电压时，记录此阶段共充进蓄电池的电量xAh；同时，在步骤(4)中，通过脉冲充电电流和脉冲放电电流对蓄电池的作用，蓄电池的硫化程度越来越低，蓄电池蓄电能力越来越强，每个充电修复阶段的x值越来越大，直至前后两个阶段的x值不再有变化，记录此x值为y，则最后一次循环脉冲充电阶段充进蓄电池的电量为yAH，结束修复循环过程。
作为优选，在步骤(4)之后，增加步骤(5)，中央处理单元向脉冲充电单元发送连续充电指令，脉冲充电单元对蓄电池进行充电直至蓄电池充满，并记录充进蓄电池的电量mAh，中央处理单元对x，y,m三个数值进行处理，即数学公式为：(y-x+m)Ah得到修复结束时此蓄电池蓄电量比未修复提高了多少安时，并显示在操作界面。
作为优选，在步骤(2)和步骤(3)中，若蓄电池温度检测单元检测到的蓄电池温度过高，或者蓄电池单体电压检测单元检测到的蓄电池电压过高，蓄电池保护单元对蓄电池进行保护，同时通过装置保护单元对整个装置进行保护，另外通过报警单元进行报警处理，并在操作显示单元进行显示。
本发明的有益效果是：在修复过程中选择施加交替的脉冲充电电流和脉冲放电电流可以消除蓄电池在修复过程中的极化现象，使蓄电池内部通过的脉冲 电流更接近装置施加给蓄电池的脉冲电流，从而不受蓄电池极化影响达到更好的修复效果，并且减少修复过程中气体析出对极板的冲刷，有效保护蓄电池。
附图说明
图1是本发明的结构框图。
图中：1.中央处理单元，2.三相交流电源，3.交直流转换单元，4.脉冲充电单元，5.脉冲放电单元，6.蓄电池电压检测单元，7.蓄电池温度检测单元，8.蓄电池单体电压检测单元，9.操作显示单元，10.装置保护单元，11.蓄电池保护单元，12.报警单元。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
如图1所述的实施例中，一种蓄电池去硫化装置，包括：中央处理单元1、三相交流电源2、交直流转换单元3、脉冲充电单元4、脉冲放电单元5、蓄电池电压检测单元6、蓄电池温度检测单元7、蓄电池单体电压检测单元8、操作显示单元9、装置保护单元10、蓄电池保护单元11和报警单元12，三相交流电源2、交直流转换单元3和脉冲充电单元4依次连接，脉冲充电单元4、脉冲放电单元5、蓄电池电压检测单元6、蓄电池温度检测单元7和蓄电池单体电压检测单元8的一端均连接中央处理单元1，另一端均连接蓄电池，操作显示单元9、装置保护单元10和报警单元12连接中央处理单元1，蓄电池保护单元11连接在中央处理单元1与蓄电池之间。
基于一种蓄电池去硫化装置的一种蓄电池去硫化方法，在蓄电池两端施加交替的参数可变的脉冲充电电流和脉冲放电电流，具体操作步骤如下：
(1)修复前对蓄电池充满电，对蓄电池进行标准5小时放电率的连续放电，得到蓄电池接入负载时的最高稳定电压；即：中央处理单元1向脉冲放电单元发送连续电流放电指令，让脉冲放电单元5以标准5小时放电率对蓄电池电压进行放电直至蓄电池达到一个稳定的电压值，该电压值为蓄电池充满电时的负载电压，并记录该电压值为nV；
(2)以得到的最高稳定电压为标准，自动调节脉冲充电电流和脉冲放电电 流对蓄电池进行修复，整个过程脉冲放电电流作用大于脉冲充电电流作用，为放电修复过程，当蓄电池电压低于接入负载的最高稳定电压1V时，结束此放电修复过程；
(3)启动充电修复过程，即在蓄电池电压低于接入负载时的最高稳定电压1V时，自动调节脉冲充电电流和脉冲放电电流，脉冲充电电流作用大于脉冲放电电流的作用，此过程整体为充电修复过程，当蓄电池电压达到接入负载的最高稳定电压时，记录此阶段共充进蓄电池的电量xAh，结束此充电修复过程；
(4)重复步骤(2)和步骤(3)的过程，当前一个充电修复过程充进蓄电池的电量基本等于后一个充电修复过程的时候，结束修复过程；即：通过脉冲充电电流和脉冲放电电流对蓄电池的作用，蓄电池的硫化程度越来越低，蓄电池蓄电能力越来越强，每个充电修复阶段的x值越来越大，直至前后两个阶段的x值不再有变化，记录此x值为y，则最后一次循环脉冲充电阶段充进蓄电池的电量为yAH，结束修复循环过程；
(5)中央处理单元1向脉冲充电单元4发送连续充电指令，脉冲充电单元4对蓄电池进行充电直至蓄电池充满，并记录充进蓄电池的电量mAh，中央处理单元对x，y,m三个数值进行处理，既数学公式为：(y-x+m)Ah得到修结束时此蓄电池蓄电量比未修复提高了多少安时，并显示在操作界面。
其中：在步骤(2)和步骤(3)中，若蓄电池温度检测单元7检测到的蓄电池温度过高，或者蓄电池单体电压检测单元8检测到的蓄电池电压过高，蓄电池保护单元11对蓄电池进行保护，同时通过装置保护单元10对整个装置进行保护，另外通过报警单元12进行报警处理，并在操作显示单元9进行显示。
本方法是在蓄电池满蓄电池的状态下施加交替的脉冲充电电流和脉冲放电电流对蓄电池进行修复，使蓄电池在满电状态下蓄电池电压小范围内的波动。其优点在于：蓄电池因为硫化作用充电时电压迅速升高达到蓄电池充电最高允许电压，不能继续充电，蓄电池内部含有大量的硫酸铅晶体不能参与反应。此时对蓄电池施加脉冲电流可以使脉冲电流更好的作用于已经结晶化的硫酸 铅晶体上，从而更有效的对蓄电池进行修复。根据马斯三定律可知：在充电过程中当充电电流接近蓄电池固有的微量析出气体充电曲线时，适时的对蓄电池进行反向大电流瞬间放电，可以消除电池的极化现象。所以在修复过程中选择施加交替的脉冲充电电流和脉冲放电电流可以消除蓄电池在修复过程中的极化现象，使蓄电池内部通过的脉冲电流更接近装置施加给蓄电池的脉冲电流，从而不受蓄电池极化影响达到更好的修复效果，并且减少修复过程中气体析出对极板的冲刷，有效保护蓄电池。

Claims (4)

1.基于一种蓄电池去硫化装置的一种蓄电池去硫化方法，所述的蓄电池去硫化装置，包括：中央处理单元(1)、三相交流电源(2)、交直流转换单元(3)、脉冲充电单元(4)、脉冲放电单元(5)、蓄电池电压检测单元(6)、蓄电池温度检测单元(7)、蓄电池单体电压检测单元(8)和操作显示单元(9)，所述的三相交流电源(2)、交直流转换单元(3)和脉冲充电单元(4)依次连接，所述的脉冲充电单元(4)、脉冲放电单元(5)、蓄电池电压检测单元(6)、蓄电池温度检测单元(7)和蓄电池单体电压检测单元(8)的一端均连接中央处理单元(1)，另一端均连接蓄电池，所述的操作显示单元(9)连接中央处理单元(1),还包括蓄电池保护单元(11)，所述的蓄电池保护单元(11)连接在中央处理单元(1)与蓄电池之间，还包括装置保护单元(10)，所述的装置保护单元(10)连接中央处理单元(1)，还包括报警单元(12)，所述的报警单元(12)连接中央处理单元(1)，其特征是，在蓄电池两端施加交替的参数可变的脉冲充电电流和脉冲放电电流，具体操作步骤如下：
(1)修复前对蓄电池充满电，对蓄电池进行标准5小时放电率的连续放电，得到蓄电池接入负载时的最高稳定电压；即：中央处理单元(1)向脉冲放电单元发送连续电流放电指令，让脉冲放电单元(5)以标准5小时放电率对蓄电池电压进行放电直至蓄电池达到一个稳定的电压值，该电压值为蓄电池充满电时的负载电压，并记录该电压值为nV；
(2)以得到的最高稳定电压为标准，自动调节脉冲充电电流和脉冲放电电流对蓄电池进行修复，整个过程脉冲放电电流作用大于脉冲充电电流作用，为放电修复过程，当蓄电池电压低于接入负载的最高稳定电压1V时，结束此放电修复过程；
(3)启动充电修复过程，即在蓄电池电压低于接入负载时的最高稳定电压 1V时，自动调节脉冲充电电流和脉冲放电电流，脉冲充电电流作用大于脉冲放电电流的作用，此过程整体为充电修复过程，当蓄电池电压达到接入负载的最高稳定电压时，结束此充电修复过程；
(4)重复步骤(2)和步骤(3)的过程，当前一个充电修复过程充进蓄电池的电量基本等于后一个充电修复过程的时候，结束修复过程。
2.根据权利要求1所述的一种蓄电池去硫化方法，其特征是，在步骤(3)中，当蓄电池电压再次达到接入负载的最高稳定电压时，记录此阶段共充进蓄电池的电量xAh；同时，在步骤(4)中，通过脉冲充电电流和脉冲放电电流对蓄电池的作用，蓄电池的硫化程度越来越低，蓄电池蓄电能力越来越强，每个充电修复阶段的x值越来越大，直至前后两个阶段的x值不再有变化，记录此x值为y，则最后一次循环脉冲充电阶段充进蓄电池的电量为yAh，结束修复循环过程。
3.根据权利要求2所述的一种蓄电池去硫化方法，其特征是，在步骤(4)之后，增加步骤(5)，中央处理单元(1)向脉冲充电单元(4)发送连续充电指令，脉冲充电单元(4)对蓄电池进行充电直至蓄电池充满，并记录充进蓄电池的电量mAh，中央处理单元对x，y,m三个数值进行处理，即数学公式为：(y-x+m)Ah得到修复结束时此蓄电池蓄电量比未修复提高了多少安时，并显示在操作界面。
4.根据权利要求1所述的一种蓄电池去硫化方法，其特征是，在步骤(2)和步骤(3)中，若蓄电池温度检测单元(7)检测到的蓄电池温度过高，或者蓄电池单体电压检测单元(8)检测到的蓄电池电压过高，蓄电池保护单元(11)对蓄电池进行保护，同时通过装置保护单元(10)对整个装置进行保护，另外通过报警单元(12)进行报警处理，并在操作显示单元(9)进行显示。
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