CN2850098Y

CN2850098Y - 充电电池寿命延长装置

Info

Publication number: CN2850098Y
Application number: CN 200520104012
Authority: CN
Inventors: 孙英姬
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-08-16
Filing date: 2005-08-16
Publication date: 2006-12-20
Anticipated expiration: 2015-08-16

Abstract

本实用新型公开了一种充电电池寿命延长装置，包括状态监视部和脉冲发生部，状态监视部测试待充电电池的电压，选择是否向脉冲发生部输出驱动信号；脉冲发生部是根据接收的驱动信号，将产生的直流脉冲信号输送至待充电电池；本实用新型充电电池维护装置，利用较强的脉冲信号，迅速分解电池极板上的硫酸盐，将其转化成活性硫分子释放到电解质而提高电池的性能，使充电电池保持良好的效能，提高了电池的性能，延长了电池的使用寿命。

Description

充电电池寿命延长装置

技术领域

本实用新型涉及一种充电电池的辅助设备，特别是涉及一种充电电池寿命延长装置。

背景技术

一般来说，充电电池按照一定的周期放电和充电，放电时把化学能量转换成电能，充电时把电能转换成化学能量。电池如铅蓄电池在放电的同时，生成硫酸盐与水，电解液的比重下降；当重新充电时，结合的硫酸盐又返回到电溶液，电解液的比重上升。这种电池是应用加尔瓦尼(Galvani)电池的铅蓄电池，由设置在浓硫酸水溶液的铅(Pb)和二氧化铅(PbO₂)的电极组成，发生的化学反应是：

阳极：

阴极：

电池：

两个电极反应生成的不溶性的PbSO₄附着于两个电极，电池放电时硫酸被消耗并生成水，水的密度是硫酸溶液的70％左右，因此测量电溶液的密度就能知道电池的充电状态。当电池再充电时，其电极反应就是上述的逆向反应。但是在长时间充/放电循环过程后，放电包括自然放电时，会发生附着的硫酸盐在充电时未脱离而继续附着的情况，这就是硫酸化现象。这样的硫酸化现象，会随着电池放电越多、充/放电循环次数越多而越严重，这是80％以上的盐酸电池不能再使用而废弃的主要原因之一。

硫酸盐(SO₄)为绝缘膜，是在活性物质层与极板结合及SO₄之间结合而形成的，它覆盖在极板上，因此，化学、电子反应的通道被此绝缘膜切断，不仅电池的电压、容量及电解液的比重下降，而且形成电池硫酸化的硫分子也从电解质中消失。为了保证电池接受充电电流以及提供高强度的放电电流，保持极板的洁净和较强的电解质非常重要。当然高强度再充电时，也可以消除一定量的硫酸盐，但是无法使硫酸盐全部消除。经过一定程度的放电周期后，阻止电池极板有效再充电的硫酸盐，最终会覆盖或者腐蚀极板，最终导致电池废弃。硫酸化现象对电池负荷测试也存在不良影响。另外，为了实现在短时间内达到在短时间内产生高电流容量，在制造电池时，把极板表面积最大化，将极板表面做成多孔状态，这种结构导致硫酸盐轻易进入极板的孔里结晶化并迅速膨胀，因此极板的活性物质被破坏，极板物质沉淀于电池底部，造成电池极板严重腐蚀，容易引起电池老化及寿命缩短。

当电池处于低充电状态时也会使电池寿命迅速缩短。通常，汽车系统电压调节设备一般被设计成14.2伏电压，车辆电池在没有负荷情况下，其最高电压超过13.9伏，但如果加上加热器或者照明设备等电负荷时，其电压会下降到13.7伏。对于12伏左右的电池，充电状态时的最小电压需要达到14.1伏，所以汽车充电时为低充电状态，而这种低充电状态的持续也会使电池寿命迅速缩短。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种能够提高电池性能以及延长电池寿命的延长充电电池寿命的装置。

为实现上述目的，本实用新型一种充电电池寿命延长装置，包括状态监视部和脉冲发生部，状态监视部测试待充电电池的电压，选择是否向脉冲发生部输出驱动信号；脉冲发生部是根据接收的驱动信号，将产生的直流脉冲信号输送至待充电电池。

进一步，所述状态监视部包括电压监测器和驱动信号开关。

进一步，所述电压监测器由二极管和两个电阻组成，所述充电电池的正极与二极管顺向连接，二极管的第1端连接其中一个电阻，该电阻的另一端与接地的另一电阻连接。

进一步，所述脉冲发生部包括振动器、开关和直流脉冲发生器，直流脉冲发生器连接在所述电池的正极与开关的输出端之间；振动器接收所述状态监视部发出的驱动信号，产生时钟信号，开关则根据振动器的时钟信号施行开关动作，直流脉冲发生器根据开关动作产生直流脉冲信号，并输出到所述电池的正极。

进一步，所述直流脉冲发生器是由二极管、电阻、电容和感应器线圈组成，其中，二极管是逆向的连接在电池的正极与开关的输出端之间，电阻是连接在二极管的阴极的第一端与电容之间，电容的另一端接地，感应器线圈是接在电阻的另一端与开关的输出端之间。

进一步，还包括状态标示部，该状态标识部连接在电池的正负极之间，标示出所述电池的剩余电压。

进一步，所述状态标示部为一发光二极管。

本实用新型充电电池维护装置，利用较强的脉冲信号，迅速分解电池极板上的硫酸盐，将其转化成活性硫分子释放到电解质而提高电池的性能，使充电电池保持良好的效能，提高了电池的性能，节省了发动机燃料，延长了电池的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型充电电池寿命延长装置的结构示意图；

图2是带有本实用新型充电电池寿命延长装置电池的实施例的外观图；

图3是状态显示部的其中一部分的电路图；

图4是状态显示部的另一部分的电路图。

具体实施方式

本实用新型适用的电池是可以充电电池，通常包括了轿车、货车、公共汽车的车用电池以及工业用电池。首先检测出充电电池在充电时的充电电压，然后接收反电动势，产生大约数十千赫兹的脉冲，脉冲波通过电池的正极连续性地供应给电池的正极触点，并且通过标示了解到电池的剩余电压。适量的脉冲波能够除去电池极板上的硫酸盐，维持极板的洁净和保持较强的电解质，使电池的性能提高、延长寿命。

图1中，充电电池寿命延长装置200是由状态标示部40、状态监视部30与脉冲发生部所构成，充电电池1通过连接部100与充电电池寿命延长装置200相连。

状态监视部30负责检测充电电池的电压以及发出驱动信号，驱动信号是由电压监测器和驱动信号开关完成的，电压监测器是由二极管5、电阻6和电阻7组成，充电电池1的正极与二极管5顺向连接，二极管5的第1端连接电阻6，电阻6的另一端与接地的电阻7连接。电压监测器首先监测电池1的电压，当电压监测器所输出的电压高于电池1的剩余电压时，驱动信号开关产生驱动信号。

脉冲发生部包括振动器20、开关60和直流脉冲发生器10，振动器20的输出通过开关60与直流脉冲发生器10相连，直流脉冲发生器10连接在电池1的正极与开关60的输出端之间。直流脉冲发生器10是由二极管70、电阻14、电容16、和感应器线圈18组成，其中，二极管70是逆向的连接在电池1的正极与开关60的输出端之间，电阻14是连接在二极管70的阴极的第一端与电容16之间，电容16的另一端接地，感应器线圈18是接在电阻14的另一端与开关60的输出端之间。振动器20是由集成电路“PIC IC”所构成，它能产生10.1千赫兹(KHz)频率的振动，开关60是FET IRF540。

脉冲发生部是根据状态监视部30发出的驱动信号，产生直流脉冲并提供给电池1的正极。振动器20在接收驱动信号后，产生由少数频率就能振动的时钟信号，开关60则根据振动器20的时钟信号实行开关动作，由开关60的开关动作所产生线圈的逆向电力而生成直流脉冲。

状态标示部40为一个发光二极管，它连接在电池1的正负极之间，发光二极管在接受PIC I.C的信号后发光，直接标示出电池1的剩余电压。

图2中，充电电池寿命延长装置200连接在车内的车载插座上，发光二极管41设置在充电电池寿命延长装置200的外壳42上。使用者通过发光二极管41就能了解电池的充、放电状态。通常连接部100可以连接到车辆所具备的车载插座上，在外壳42上附加有两面胶，这样外壳可以十分方便地安装在车内的任何地方。图3中，显示了发光二极管40在接受PICI.C的信号后发光的情况。这样，使用者即使不用打开车辆的引擎罩，只用通过发光二极管，即可确认电池充电的电压情况，同时也可以了解电池寿命延长装置200的效能。另外，也可以通过语音提示的设置，来告知使用者电池充电的情况。

以下通过将充电电池寿命延长装置200安装在轿车的车载插座上，来详细说明充电电池寿命延长装置200的工作情况：

当轿车还没启动时，一般充电电池1的剩余电压在大约12.5伏特以下。当状态监视部30监测到电池1的电压为12.5伏特时，不会发生驱动信号，因为电压监测器内的设定的产生驱动信号的电压成大约为13.2伏特。

当轿车启动后，轿车的发电机或交流发电机通常是实行三相交流发电，把交流发电转换成直流电压的发电机，发电机内部实行整流作用后转换成直流，释放出大约13.2-13.8伏特的电压。所以，当电池的电压为13.2伏特以上时，即在电压为13.2伏特左右就驱动PIC I.C，状态监视部30发出驱动信号。驱动信号使脉冲发生部内的振动器20驱动，实行振荡动作，这时的电压为低等级电压，振动器20内的倒相电路所表现的是等加电路。为了发出9-12千赫兹(KHz)的频率，PIC I.C的直接电路设定为振动，因此在理论上的高等级连接大约10千赫兹的时候，FET开关60的门会打开，打开与关闭的开关动作是在大约10千赫兹的频率时反复实行的，然后电流会顺着通过二极管70、感应器线圈80、开关60到接地，频率会随之反复的形成或切断。所以，直流脉冲发生器10内的感应器线圈80随时产生逆流电力，这种直流脉冲直接提供到电池1的正极。直流脉冲的连接途径是从节点FET开关60通过二极管70后到达电池1的正极。同样地，电压为13.2伏特以上时，数十千赫兹的矩形波脉冲，通过电池1的正极点连续性地提供到电池的阳极板上，脉冲波将储存在电池极板的硫酸盐活性化，使硫酸盐变成活性硫分子，然后回归于电池溶液的电解质中。

另外，根据使用电池种类有所不同，充电电池寿命延长装置200能够释放不同强度的脉冲波。在脉冲发生期间，电池的电压在瞬间急速上升，这样的瞬间电压也会解除硫酸化且维持阴极板的形态，使电池拥有最佳状态。

通过本产品与现有产品的比较，可以看出，带有本实用新型的电池具有较好的性能。正常的频率波是指电池的正极和负极均衡地形成频率波，而现有产品的电池的频率波的波形倾向于阴极，在这种状态下电池的寿命不会正常延长，也就是说除去硫酸盐的能力下降；带有本产品的电池的频率波的波形均衡，脉冲正负对称，更有利于除硫酸盐，说明电池的性能较好。

Claims

1、一种充电电池寿命延长装置，其特征在于，包括状态监视部和脉冲发生部，状态监视部测试待充电电池的电压，选择是否向脉冲发生部输出驱动信号；脉冲发生部是根据接收的驱动信号，将产生的直流脉冲信号输送至待充电电池。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述状态监视部包括电压监测器和驱动信号开关。

3、根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述电压监测器由二极管和两个电阻组成，所述充电电池的正极与二极管顺向连接，二极管的第1端连接其中一个电阻，该电阻的另一端与接地的另一电阻连接。

4、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述脉冲发生部包括振动器、开关和直流脉冲发生器，直流脉冲发生器连接在所述电池的正极与开关的输出端之间；振动器接收所述状态监视部发出的驱动信号，产生时钟信号，开关则根据振动器的时钟信号施行开关动作，直流脉冲发生器根据开关动作产生直流脉冲信号，并输出到所述电池的正极。

5、根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述直流脉冲发生器是由二极管、电阻、电容和感应器线圈组成，其中，二极管是逆向的连接在电池的正极与开关的输出端之间，电阻是连接在二极管的阴极的第一端与电容之间，电容的另一端接地，感应器线圈是接在电阻的另一端与开关的输出端之间。

6、根据权利要求1至5任一所述的装置，其特征在于，还包括状态标示部，该状态标识部连接在电池的正负极之间，标示出所述电池的剩余电压。

7、根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述状态标示部为一发光二极管。