[发明专利]一种高频共振式铅酸蓄电池修复装置及方法

说明书

技术领域：

本发明属于电学技术领域，涉及一种电池修复设备及工艺，特别是一种高频共振式铅酸蓄电池修复装置及方法。

背景技术：

铅酸蓄电池，又称铅蓄电池，是蓄电池的一种，电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的一种蓄电池，作为能够提供给市场，被人们使用和消费，并满足人们相关需求的铅酸蓄电池来说，自其1859年被法国人普兰特发明开始，在化学电源中一直占有绝对优势，而经过一百多年的发展、改进，铅酸蓄电池无论是能量密度、循环寿命还是高倍率放电等特性都得到了相关行业的普遍认可。如今，铅酸蓄电池在理论研究方面，在产品种类及品种、产品电气性能等方面都得到了长足的进步，不论是在交通、通信、电力、军事还是在航海、航空各个经济领域，都起到了不可缺少的重要作用。在电动自行车行业内的应用也得到充足的进展和持续的磨合。但是铅酸蓄电池由于充电方法不恰当、维护不够等原因，常常会发生失效报废的问题，如板栅腐蚀导致变形、活性物质软化并脱落、高温失控、硫酸盐化，目前针对这种问题，主要的修复方法为添加活性剂、大电流修复法、负脉冲修复法、高频脉冲修复法、复合脉冲共振法，这些修复方法工艺复杂，能耗高，不能同时满足硫酸铅粗结晶体对不同能量和不同频率的需求。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计提供一种高频共振式铅酸蓄电池修复装置及方法，根据晶体共振击碎原理，用适当的能量在特定的频率下与硫酸铅晶体共振来实现击碎硫酸铅去硫化的目的来修复铅酸蓄电池。

为了实现上述目的，本发明所述高频共振式铅酸蓄电池修复装置的主体结构包括开关电源、蓄电池修复主电路、电压检测电路、电流互感器、辅助电源、单片机控制电路、偏置电路、驱动电路和显示电路；蓄电池修复主电路由电解电容、充电开关管、第一二极管、放电开关管、第二二极管、滤波电感和蓄电池按电学原理组合构成，蓄电池修复主电路形成锯齿波尖峰电流，蓄电池修复主电路的输入端与开关电源电连接，电解电容为开关电源的输出滤波电容；第一电阻和第二电阻串联组成电压检测电路，用于检测蓄电池两端的输出电压和修复进度；电流互感器分别与电解电容和蓄电池的负极电连接，用于检测流过蓄电池的电流，并调控蓄电池修复主电路的平均修复电流，使蓄电池流过的平均电流修复电流稳定；单片机控制电路分别与驱动电路、偏置电路、显示电路和辅助电源电连接，偏置电路将电流互感器检测到的负电流转化为正电流以供采样；电流互感器检测到的电流值经过偏置电路与第二电阻上的分压值一起送入单片机控制电路，该电流值经单片机控制电路运算后给出PWM控制信号，并将PWM控制信号传输至驱动电路，驱动电路产生第一驱动和第二驱动两路驱动信号，分别用于控制充电开关管和放电开关管；在蓄电池正常修复时，单片机控制电路不给开关电源输出PWM封锁信号，当蓄电池间歇时，单片机控制电路给开关电源输出PWM封锁信号，将开关电源关断；辅助电源分别与显示电路和电流互感器电连接，显示电路显示蓄电池的修复信息；单片机控制电路作为修复主电路的核心，用于控制充电开关管和放电开关管的交替导通，并在蓄电池间歇时给开关电源发送PWM封锁信号，蓄电池在每个修复周期均存在修复与放电过程，修复时，充电开关管导通，放电开关管断开，第二二极管用于续流；放电时，充电开关管断开，放电开关管导通，第一二极管用于续流。

本发明实现高频共振式铅酸蓄电池修复的具体过程为：

(1)、打开开关电源，对单片机控制电路上的单片机初始化，并对单片机控制电路的PWM工作模式进行配置，此时，显示电路的指示灯红灯亮；

(2)、通过电压检测电路对蓄电池的端电压进行检测，若蓄电池不需要修复，则单片机控制电路给出PWM封锁信号，闭锁PWM，停止修复，显示电路的指示灯变绿，提示修复完毕；若电池需要修复，则单片机控制电路上单片机根据蓄电池E的硫化程度选择相应的平均修复电流及修复频率；

(3)、设置修复段时间m，进行蓄电池修复，当m>0时，蓄电池修复未结束，继续进行修复，当m<0时，蓄电池修复结束，进行间歇；

(4)、设置间歇时间n开始间歇，当n>0时，间歇未结束，继续间歇，当n<0时，间歇结束；

(5)、判断是否达到定时检测时间，若未达到定时检测时间，则返回步骤(3)，重新回到修复段进行修复，若达到定时检测时间，则返回步骤(2)，重新检测蓄电池端电压，并判断修复是否有效，若修复无效，则闭锁PWM，停止修复，指示灯红灯亮，显示修复失败；若修复有效，则判断修复是否完成；