CN107785626A - 一种基于混沌的铅酸蓄电池离线除硫方法及其实现装置 - Google Patents

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Abstract

一种基于混沌的铅酸蓄电池离线除硫方法，该方法利用混沌电路，产生具有丰富频谱的脉冲波，将这种脉冲波施加于蓄电池两端；使得蓄电池内，不同大小的硫酸铅结晶都能获得与之谐振频率接近的脉冲波；从而击碎并溶解大的硫酸铅结晶，使之溶于电解液中，最终随着充电的进行，分解成铅离子和硫酸根离子参加反应，以达到快速，高效除硫的目的。基于该原理的离线除硫装置，包括蓄电池，混沌信号发生器，波形选择器和内阻检测器；混沌信号发生器的输出端连接到波形选择器的输入端，波形选择器的输入端与内阻检测器的输出端连接，而波形选择器的输出端通过单刀双掷开关和蓄电池的输入端或内阻检测器的输入端连接；本发明能够快速高效地修复蓄电池。

Description

一种基于混沌的铅酸蓄电池离线除硫方法及其实现装置
技术领域
本发明涉及铅酸蓄电池技术领域，具体指一种基于混沌的铅酸蓄电池离线除硫方法及其实现装置。
背景技术
由于铅酸蓄电池具有极高的性价比，在交通运输，电信电力，国防军工等领域有着广泛地应用。在诸如电信电力等领域，铅酸蓄电池的市场占有率甚至达到了95%。但在实际应用中由于使用不当和维护不善，负极板上会逐渐产生一种坚硬且导电不良的粗晶粒硫酸铅。这种硫酸铅用常规方法充电很难还原，在充电时充电接受能力很差，大量析出气体，这种现象被称为“不可逆硫酸铅盐化”，简称“硫化”。这使得导致电池容量降低、缩短使用寿命。从而产生了巨大的资源浪费和直流电源系统故障率。同时，由于铅酸蓄电池的组成中，电解液硫酸占到电池总重量16%左右，含铅物质占到重量的70%以上。这些报废的铅酸蓄电池对环境污染危害极大，酸液会污染土壤和地下水，还会对人畜造成血铅中毒。因为重金属污染的最大特点是在自然界中不能被降解，也就是说，一旦水体或土壤被污染，该污染将会持续几十年到上百年的时间。
传统的铅酸蓄电池除硫方法有1.大电流法。2.负脉冲法。3.添加活性剂法等。目前有最有效的铅酸蓄电池修复技术为复合电脉冲法，该方法利用充电脉冲中的高次谐波与大的硫酸铅结晶谐振的方法，在修复过程中消除电池硫化。这种方法在给电池修复的时候，修复效率高，对电池损伤小，使电池寿命延长，减少用户因更换电池而带来的巨额费用，极大的减轻了铅酸蓄电池对环境的污染。
晶体在分子结构确定以后都有谐振频率，而这个谐振频率与晶体的尺寸有关。晶体的尺寸不同，谐振频率不同。复合电脉冲法的特点就是采用高频正负脉冲发生器，对电池不断的产生高低变频脉冲。其一可以具有溶解大硫酸铅的条件，其二是脉冲扰动，破坏了大硫酸铅继续生长的条件。以达到快速，高效的除硫效果。但是，由该方法产生的脉冲谐波频率还不够丰富。在实际使用时，由于蓄电池的硫化情况不同，其内部产生的硫酸铅结晶大小多种多样，复合电脉冲法所产生的频率不能满足除硫需求，除硫效率还不够高。
发明内容
本发明的目的是针对铅酸蓄电池除硫技术中存在的问题，提出一种结构简单，能够完成快速，高效的离线除硫方法及其装置。
本发明采用的技术方案是：
一种基于混沌的铅酸蓄电池离线除硫方法，该方法利用混沌电路，产生具有丰富频谱的脉冲波，将这种脉冲波施加于蓄电池两端；使得蓄电池内，不同大小的硫酸铅结晶都能获得与之谐振频率接近的脉冲波；从而击碎并溶解大的硫酸铅结晶，使之溶于电解液中，最终随着充电的进行，分解成铅离子和硫酸根离子参加反应，以达到快速，高效除硫的目的。
一种基于混沌的铅酸蓄电池离线除硫装置，包括蓄电池，还包括混沌信号发生器，波形选择器和内阻检测器；其连接方式为：混沌信号发生器的输出端连接到波形选择器的输入端，波形选择器的输入端与内阻检测器的输出端连接，而波形选择器的输出端通过单刀双掷开关和蓄电池的输入端或内阻检测器的输入端连接；所述离线除硫设备的输入端连接充电设备的输出端；该除硫设备的输出端加载到蓄电池两端；而蓄电池的输出端则与用电设备相连接。
一种基于混沌的铅酸蓄电池离线除硫装置，包括若干蓄电池，还包括混沌信号发生器，波形选择器和若干内阻检测器；其连接方式为：混沌信号发生器的各输出端分别连接到波形选择器的各输入端，波形选择器的各输入端分别与对应的内阻检测器的输出端连接；而波形选择器的各输出端通过各自的单刀双掷开关分别与对应的蓄电池的输入端或对应的内阻检测器连接；所述离线除硫设备的输入端连接充电设备的输出端；该除硫设备的输出端加载到蓄电池两端；而蓄电池的输出端则与用电设备相连接。
本发明利用混沌电路，产生出具有不同频率特性的宽频谱混沌信号。相比于现有最有效的复合电脉冲的修复方法。该方法所产生的频率信号更为丰富，对于不同大小的硫酸铅结晶都有与之谐振频率相近的频率信号。这样，就可以提高蓄电池的修复速度，达到快速，高效的修复目的。
本发明提高了蓄电池的使用寿命，避免了大量蓄电池的提前报废。节约了大量的经济成本，减少了由于蓄电池性能下降造成的故障率。
由于铅酸蓄电池的组成中，电解液硫酸占到电池总重量16%左右，含铅物质占到重量的70%以上。这些报废的铅酸蓄电池对环境污染危害极大，酸液会污染土壤和地下水，还会对人畜造成血铅中毒。由于本发明所涉及的技术提高了电池使用寿命，从而避免了大量蓄电池提前报废所带来的环境污染问题。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构框图；
图2为本发明实施例2的结构框图；
图3为本发明实施例3的结构框图；
图4为本发明实施例4的结构框图；
图5为本发明实施例5的结构框图；
图6为本发明离线方式实现结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明及其效果进一步说明。
本发明的实现原理是：利用混沌电路，产生具有丰富频谱的脉冲波，将这种脉冲波施加于电池或电池组两端；使得蓄电池内，不同大小的硫酸铅结晶都能获得与之谐振频率接近的脉冲波；从而击碎并溶解大的硫酸铅结晶，使之溶于电解液中，最终随着充电的进行，分解成铅离子和硫酸根离子参加反应，以达到快速，高效除硫的目的。进而提高蓄电池的使用寿命，避免了大量蓄电池的提前报废。节约了大量的经济成本，减少了由于蓄电池性能下降造成的故障率。同时，也极大地避免了大量报废蓄电池所造成的环境污染。
基于上述原理，用下述具体实施例进一步说明本发明。
实施例1，参照图1，一种基于混沌的单个铅酸蓄电池离线除硫装置，由混沌信号发生器，波形选择器，内阻检测器和蓄电池构成。该装置的连接方式为：混沌信号发生器的输出端C1，C2,…,Cn分别连接到波形选择器的输入端，波形选择器的输入端分别与内阻检测器的输出端F1，F2连接，波形选择器的输出端通过单刀双掷开关K1，K2分别和蓄电池的输入端相或与内阻检测器的输入端连接。所述离线除硫设备的输入端连接充电设备的输出端；该除硫设备的输出端加载到蓄电池两端；而蓄电池的输出端则与用电设备相连接。
上述蓄电池是单个蓄电池或是多个电池串联成整体的电池组。
实施例2，参照图2，一种基于混沌的多个铅酸蓄电池离线除硫装置，由混沌信号发生器，波形选择器，若干内阻检测器和若干蓄电池组构成。该装置的连接方式为：混沌信号发生器的输出端C1，C2,…,Cn分别连接到波形选择器的各输入端，波形选择器的各输入端分别与对应的内阻检测器1，内阻检测器2，…，内阻检测器n的输出端F1，F2，…,F2n-1,F2n相连接。波形选择器的各输出端通过各自的单刀双掷开关K1，K2，…，K2n分别与对应的蓄电池1，蓄电池2,…蓄电池n的输入端相或与对应的内阻检测器1，内阻检测器2，内阻检测器n连接。所述离线除硫设备的输入端连接充电设备的输出端；该除硫设备的输出端加载到蓄电池两端；而蓄电池的输出端则与用电设备相连接。
上述每个蓄电池仍然可以是单个蓄电池或是多个电池串联成整体的电池组。
实施例1和实施例2的工作原理：在实际工作时，该装置分两个步骤进行。步骤1：信号选择阶段。波形选择器分别选择不同的混沌信号波形， 加载到蓄电池上，根据内阻检测的结果计算除硫效率，选出针对该蓄电池的最佳混沌波形。步骤2：除硫阶段。波形选择器根据所选出的最佳波形，对蓄电池进行除硫。
本发明使用混沌信号代替原有的脉冲信号进行混沌除硫，并根据内阻检测的结果，对于不同的蓄电池使用不同混沌信号进行除硫。
实施例3，基于蔡氏混沌电路的铅酸蓄电池离线除硫装置，如图3，选取蔡氏混沌电路的两个输出C1和C2接入波形选择器，其余同实施例1。实际工作时，除硫过程分为两个阶段。在第一阶段，单刀双掷开关选择接入电池或电池组，波形选择器选择C1波形，对蓄电池进行一段时间的除硫，然后，单刀双掷开关选择接入内阻检测器，根据检测结果计算该路混沌信号除硫效率；然后单刀双掷开关选择接入电池或电池组，波形选择器选择C2波形，进行相同时间的除硫，然后单刀双掷开关选择接入内阻检测器，根据检测结果计算该路混沌信号的除硫效率。在第二阶段，波形选择器根据检测结果，选择除硫效果较好的混沌信号对蓄电池进行除硫。
实施例4，基于Jerk混沌电路的铅酸蓄电池离线除硫装置，如图4，选取Jerk电路的三个输出C1， C2和C3接入波形选择器，其余同实施例1。实际工作时，除硫过程分为两个阶段。在第一阶段，单刀双掷开关选择接入电池或电池组，波形选择器选择C1波形，对蓄电池进行一段时间的除硫，然后，单刀双掷开关选择接入内阻检测器，根据检测结果计算该路混沌信号除硫效率；单刀双掷开关选择接入电池或电池组，波形选择器选择C2波形，进行相同时间的除硫，然后单刀双掷开关选择接入内阻检测器，根据检测结果计算该路混沌信号的除硫效率；单刀双掷开关选择接入电池或电池组，波形选择器选择C3波形，对蓄电池进行相同时间的除硫，在第二阶段，波形选择器根据检测结果，选择除硫效果较好的混沌信号对蓄电池进行除硫。
实施例5，基于洛伦兹电路的铅酸蓄电池离线除硫装置，如图5，选取洛伦兹混沌电路的两个输出C1和C2接入波形选择器，其余同实施例1。实际工作时，除硫过程分为两个阶段。在第一阶段，单刀双掷开关选择接入电池或电池组，波形选择器选择C1波形，对蓄电池进行一段时间的除硫，然后，单刀双掷开关选择接入内阻检测器，根据检测结果计算该路混沌信号除硫效率；然后单刀双掷开关选择接入电池或电池组，波形选择器选择C2波形，进行相同时间的除硫，然后单刀双掷开关选择接入内阻检测器，根据检测结果计算该路混沌信号的除硫效率。在第二阶段，波形选择器根据检测结果，选择除硫效果较好的混沌信号对蓄电池进行除硫。
现有技术中常用的混沌电路均适用于本发明。

Claims (4)

1.一种基于混沌的铅酸蓄电池离线除硫方法，其特征在于：该方法利用混沌电路，产生具有丰富频谱的脉冲波，将这种脉冲波施加于蓄电池两端；使得蓄电池内，不同大小的硫酸铅结晶都能获得与之谐振频率接近的脉冲波；从而击碎并溶解大的硫酸铅结晶，使之溶于电解液中，最终随着充电的进行，分解成铅离子和硫酸根离子参加反应，以达到快速，高效除硫的目的。
2.一种基于混沌的铅酸蓄电池离线除硫装置，包括蓄电池，其特征在于：包括混沌信号发生器，波形选择器和内阻检测器；其连接方式为：混沌信号发生器的输出端连接到波形选择器的输入端，波形选择器的输入端与内阻检测器的输出端连接，而波形选择器的输出端通过单刀双掷开关和蓄电池的输入端或内阻检测器的输入端连接；所述离线除硫设备的输入端连接充电设备的输出端；该除硫设备的输出端加载到蓄电池两端；而蓄电池的输出端则与用电设备相连接。
3.一种基于混沌的铅酸蓄电池离线除硫装置，包括若干蓄电池，其特征在于：还包括混沌信号发生器，波形选择器和若干内阻检测器；其连接方式为：混沌信号发生器的各输出端分别连接到波形选择器的各输入端，波形选择器的各输入端分别与对应的内阻检测器的输出端连接；而波形选择器的各输出端通过各自的单刀双掷开关分别与对应的蓄电池的输入端或对应的内阻检测器连接；所述离线除硫设备的输入端连接充电设备的输出端；该除硫设备的输出端加载到蓄电池两端；而蓄电池的输出端则与用电设备相连接。
4.根据权利要求2或3所述的一种基于混沌的铅酸蓄电池离线除硫装置，其特征在于：所述蓄电池为单个电池或多个电池串联成整体的电池组。
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