專利名稱：蓄電池智能充放及在線除硫綜合監(jiān)測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電子信息技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種集蓄電池充電管理、放電管理、除硫修復(fù)功能于一體的蓄電池綜合智能管理設(shè)備，具體涉及一種蓄電池智能充放及在線除硫綜合監(jiān)測(cè)儀。
背景技術(shù)：
閥控密封鉛酸蓄電池以重量輕、占地少、可逆性良好、電壓特性平穩(wěn)、使用壽命長(zhǎng)、 適用范圍廣、安全可靠、維護(hù)工作量少等突出優(yōu)點(diǎn)，取代了防酸隔暴電池。但閥控密封鉛酸蓄電池的電池容量難以測(cè)試，充放電管理和使用環(huán)境要求較高。為了保持閥控密封鉛酸蓄電池的額定容量和正常的使用壽命，必須對(duì)其實(shí)施正確的運(yùn)行方式和精心的維護(hù)管理。目前，主要從充電管理、放電管理以及通過特定方法恢復(fù)劣化蓄電池的容量三個(gè)方面對(duì)閥控密封鉛酸蓄電池進(jìn)行維護(hù)管理。蓄電池充電管理技術(shù)方面，普遍采用具有均充和浮充充電模式、具備恒流限壓功能的充電設(shè)備，對(duì)整組蓄電池統(tǒng)一進(jìn)行充電首先對(duì)放電結(jié)束的蓄電池通過均充模式以定時(shí)間和恒定電流對(duì)電池快速補(bǔ)充能量；均充結(jié)束后以浮充模式為蓄電池提供恒定的浮充電壓和很小的浮充電流，防止蓄電池因自放電造成的容量下降。由于蓄電池組由單體電池串聯(lián)而成，每節(jié)單體電池的一致性好壞是決定蓄電池性能的主要因素。各單體電池內(nèi)阻大小不同，用該充電設(shè)備給蓄電池組充電時(shí)，勢(shì)必造成充電過程中每節(jié)單體電池充電不均衡，長(zhǎng)此以往會(huì)使單體電池的一致性持續(xù)惡化，最終導(dǎo)致蓄電池容量下降。當(dāng)蓄電池處于放電狀態(tài)時(shí)，通過檢測(cè)儀實(shí)時(shí)檢測(cè)蓄電池組的端電壓，當(dāng)發(fā)現(xiàn)蓄電池組端壓降至預(yù)先設(shè)定的控制閥值后，認(rèn)為電池能量耗盡，為防止電池過放電造成性能下降，切斷蓄電池輸出以保護(hù)電池。由于蓄電池的性能與其端電壓不存在線性關(guān)系，而是由其單體電池的一致性決定，用檢測(cè)儀檢測(cè)管理蓄電池的放電時(shí)，對(duì)于一致性好的電池，蓄電池端電壓到達(dá)控制閥值后，各單體電池仍具備一定的放電能力，造成蓄電池能量未能充分利用；對(duì)于一致性差的電池，蓄電池端電壓未到達(dá)控制閥值時(shí)，已經(jīng)有部分單體電池能量耗盡，處于過放電狀態(tài)，該狀態(tài)會(huì)嚴(yán)重?fù)p傷蓄電池性能，造成蓄電池容量快速劣化。通常采用在線式或離線式蓄電池容量修復(fù)設(shè)備恢復(fù)劣化蓄電池的容量；對(duì)劣化蓄電池組施加動(dòng)態(tài)脈沖，通過脈沖與硫酸鉛結(jié)晶共振的方式，逐漸“擊碎”并“溶解”大的硫酸鉛結(jié)晶，使之溶于電解液，成為小顆粒硫酸鉛，通過普通充電還原成活性物質(zhì)，從而恢復(fù)蓄電池的容量。該修復(fù)設(shè)備對(duì)于失水和硫化蓄電池具有很好的容量恢復(fù)效果，但由于蓄電池是否出現(xiàn)劣化肉眼無(wú)法觀察，只能通過測(cè)試核定蓄電池的容量，對(duì)于經(jīng)核定后容量低于 80 %的電池才會(huì)進(jìn)行處理。目前使用的蓄電池容量修復(fù)設(shè)備，均不具備容量測(cè)試或是在線跟蹤和判別蓄電池劣化程度的功能，造成蓄電池修復(fù)處理工作費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種蓄電池智能充放及在線除硫綜合監(jiān)測(cè)儀，解決了現(xiàn)有技術(shù)中充電過程每節(jié)單體電池充電不均衡造成的欠充和過充電、放電控制過程電池能量未能充分利用或電池過放電、電池活化修復(fù)時(shí)劣化蓄電池難以判別的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，一種蓄電池智能充放及在線除硫綜合監(jiān)測(cè)儀，包括依次相連接的供電單元、中央控制及計(jì)算單元和充電/除硫模式選擇單元；中央控制及計(jì)算單元分別與數(shù)據(jù)通訊接口單元、串并充輸出控制及數(shù)據(jù)采集單元和放電輸出控制單元相連接；充電/除硫模式選擇單元分別與串并充輸出控制及數(shù)據(jù)采集單元和除硫輸出控制單元相連接；供電單元還分別與數(shù)據(jù)通訊接口單元、充電/除硫模式選擇單元、除硫輸出控制單元、串并充輸出控制及數(shù)據(jù)采集單元和放電輸出控制單元相連接。本實(shí)用新型綜合監(jiān)測(cè)儀與現(xiàn)有技術(shù)相比，其技術(shù)優(yōu)勢(shì)和積極效果在于1)采用先串聯(lián)充電后并聯(lián)充電的方式，可有效保證各單體蓄電池的一致性，從而保證整組電池既不欠充，也不過充。2)采用容量管理方法，根據(jù)蓄電池的真實(shí)容量，進(jìn)行放電控制，可準(zhǔn)確找到蓄電池容量耗盡點(diǎn)，避免蓄電池過放電對(duì)蓄電池造成的損害或是蓄電池未能充分利用。3)通過對(duì)蓄電池實(shí)際容量的準(zhǔn)確把握，及時(shí)發(fā)現(xiàn)蓄電池劣化狀況，第一時(shí)間自動(dòng)啟動(dòng)除硫修復(fù)模式，對(duì)劣化蓄電池及時(shí)處理，保證了蓄電池的供電能力和使用壽命。4)將蓄電池的充電管理、放電管理以及對(duì)劣化蓄電池的除硫修復(fù)處理技術(shù)進(jìn)行整合集成，大大降低了蓄電池維護(hù)工作量和維護(hù)難度，使蓄電池維護(hù)更加科學(xué)化和智能化，有效提高了蓄電池的維護(hù)管理水平。

圖1是本實(shí)用新型綜合監(jiān)測(cè)儀的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型綜合監(jiān)測(cè)儀中中央控制及計(jì)算單元的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型綜合監(jiān)測(cè)儀中數(shù)據(jù)通訊接口單元的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實(shí)用新型綜合監(jiān)測(cè)儀中充電/除硫模式選擇單元的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本實(shí)用新型綜合監(jiān)測(cè)儀中串并充輸出控制及數(shù)據(jù)采集單元和除硫輸出控制單元的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本實(shí)用新型綜合監(jiān)測(cè)儀中放電輸出控制單元的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是本實(shí)用新型綜合監(jiān)測(cè)儀中供電單元的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是本實(shí)用新型綜合監(jiān)測(cè)儀的使用狀態(tài)圖。圖1中，1.供電單元，2.中央控制及計(jì)算單元，3.數(shù)據(jù)通訊接口單元，4.充電/除硫模式選擇單元，5.除硫輸出控制單元，6.串并充輸出控制及數(shù)據(jù)采集單元，7.放電輸出控制單元，8.蓄電池單元。圖8中，9.本蓄電池智能充放/在線除硫綜合監(jiān)測(cè)儀，10.蓄電池，11.用電設(shè)備，12.電池連接排，13.交流電源接口，14.串聯(lián)充電輸出接口，15.多路并聯(lián)充電輸出接口，16.通訊接口，17.放電輸出控制接口，18.用電設(shè)備的供電接口，19.串聯(lián)充電電纜線， 20.并聯(lián)充電電纜線，21.放電電纜線。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，本實(shí)用新型綜合監(jiān)測(cè)儀的結(jié)構(gòu)，包括依次相連接的供電單元1、中央控制及計(jì)算單元2和充電/除硫模式選擇單元4 ；中央控制及計(jì)算單元2分別與數(shù)據(jù)通訊接口單元3、串并充輸出控制及數(shù)據(jù)采集單元6和放電輸出控制單元7相連接；充電/除硫模式選擇單元4分別與串并充輸出控制及數(shù)據(jù)采集單元6和除硫輸出控制單元5相連接； 供電單元1還分別與數(shù)據(jù)通訊接口單元3、充電/除硫模式選擇單元4、除硫輸出控制單元 5、串并充輸出控制及數(shù)據(jù)采集單元6和放電輸出控制單元7相連接。串并充輸出控制及數(shù)據(jù)采集單元6、除硫輸出控制單元5和放電輸出控制單元7分別與蓄電池單元8相連接。供電單元1，用于給中央控制及計(jì)算單元2、數(shù)據(jù)通訊接口單元3、充電/除硫模式選擇單元4、串并充輸出控制及數(shù)據(jù)采集單元6、除硫輸出控制單元5和放電輸出控制單元 7提供電能；串并充輸出控制及數(shù)據(jù)采集單元6，用于實(shí)時(shí)采集蓄電池單元8的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)， 并將采集到的數(shù)據(jù)傳輸給中央控制及計(jì)算單元2 ；用于接收充電/除硫模式選擇單元4發(fā)出的對(duì)蓄電池單元8進(jìn)行充電的指令，控制蓄電池單元8充電；中央控制及計(jì)算單元2，用于接收串并充輸出控制及數(shù)據(jù)采集單元6傳輸?shù)男铍姵貑卧?的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，對(duì)接收的該運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行計(jì)算處理，根據(jù)計(jì)算處理結(jié)果，判定蓄電池單元8的實(shí)時(shí)狀態(tài)，根據(jù)蓄電池單元8的實(shí)時(shí)狀態(tài)，產(chǎn)生不同的指令，并將不同的指令分別進(jìn)行傳輸當(dāng)蓄電池單元8需要充電或者需要除硫時(shí)，將相應(yīng)的指令傳給充電/除硫模式選擇單元4 ；當(dāng)蓄電池單元8需要通、斷輸出時(shí)，將相應(yīng)的指令傳給放電輸出控制單元7 ； 用于將蓄電池單元8的實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)通訊接口單元3 ；用于接收數(shù)據(jù)通訊接口單元3傳遞的上位PC機(jī)發(fā)出的查詢和控制指令；充電/除硫模式選擇單元4，用于接收中央控制及計(jì)算單元2傳輸?shù)目刂菩铍姵貑卧?充電或者除硫的指令，將接收到的充電指令傳送給串并充輸出控制及數(shù)據(jù)采集單元6， 將接收到的除硫指令傳送給除硫輸出控制單元5 ；除硫輸出控制單元5，用于接收充電/除硫模式選擇單元4傳送的對(duì)蓄電池單元8 進(jìn)行除硫的指令，并根據(jù)該指令控制蓄電池單元8進(jìn)行除硫修復(fù)；放電輸出控制單元7，用于接收中央控制及計(jì)算單元2發(fā)出的蓄電池單元8通、斷輸出的指令，根據(jù)該指令控制蓄電池單元8輸出的通、斷；數(shù)據(jù)通訊接口單元3，用于接收中央控制及計(jì)算單元2傳輸?shù)男铍姵貑卧?的實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)，并將接收到的數(shù)據(jù)傳給上位PC機(jī)；用于將該上位PC機(jī)發(fā)出的查詢和控制指令傳遞給中央控制及計(jì)算單元2;中央控制及計(jì)算單元2的結(jié)構(gòu)，如圖2所示，主要包括AT89S52單片機(jī)ICCPU、時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器、X5045系統(tǒng)看門狗芯片Icxg、IS61C1024動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器(IClRAM)和74HC573數(shù)據(jù)鎖存器(似)。單片機(jī)ICCPU為本綜合監(jiān)測(cè)儀的核心處理和控制部分，是計(jì)算蓄電池剩余容量的核心器件，對(duì)所有采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理并對(duì)外圍電路進(jìn)行控制。單片機(jī)ICCPU 的第39 32腳PO 口及21 觀腳？2 口為8數(shù)據(jù)I/O 口和16位地址口，連接到數(shù)據(jù)鎖存器的第2 9腳和動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器的第3 31腳；單片機(jī)ICCPU的第9腳為復(fù)位端子，連接系統(tǒng)看門狗芯片的第7腳；單片機(jī)ICCPU的第18腳和第19腳連接由電容Cjtl、電容Cjt2及晶振JTl構(gòu)成的外部時(shí)鐘電路；排阻0為單片機(jī)ICCPU的PO 口上拉電阻，排阻1為單片機(jī) ICCPU的Pl 口上拉電阻，排阻2為單片機(jī)ICCPU的P2 口上拉電阻，排阻3為單片機(jī)ICCPU 的P3 口上拉電阻；單片機(jī)ICCPU的第2腳、第1腳、第3腳和第6腳分別連接看門狗芯片的第5腳數(shù)據(jù)輸入端、第6腳時(shí)鐘端、第1腳片選端和第2腳數(shù)據(jù)輸出端；單片機(jī)ICCPU的第 6腳連接發(fā)光二極管的使能Rwrl電阻端；單片機(jī)ICCPU的第13腳連接動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器第22腳使能端/CEl ；單片機(jī)ICCPU的第12腳與數(shù)據(jù)通訊接口單元3相連接；單片機(jī)ICCPU的第15 腳連接容量切離繼電器JK的使能Rjl電阻端；單片機(jī)ICCPU的第14腳連接充電/除硫模式選擇單元4 ；單片機(jī)ICCPU的第17腳連接動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器第M腳使能端/RD ；單片機(jī)ICCPU 的第16腳連接動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器第四腳使能端/WR ；單片機(jī)ICCPU的第10腳和第11腳分別連接數(shù)據(jù)通訊接口單元3 ；單片機(jī)的ICCPU第30腳連接數(shù)據(jù)鎖存器的第11腳數(shù)據(jù)/地址控制端。數(shù)據(jù)通訊接口單元3的結(jié)構(gòu)，如圖3所示，由X4053數(shù)據(jù)選擇芯片、MAX232串口數(shù)據(jù)通訊芯片、光電耦合器、四位接線端子及外圍電路構(gòu)成；光電耦合器為TCP512-2光電隔離芯片。數(shù)據(jù)選擇芯片的第1腳和第13腳分別接入串口數(shù)據(jù)通訊芯片的第10腳和第9腳； 數(shù)據(jù)選擇芯片的第2腳和第12腳分別接入光電耦合器的第2腳和第8腳；數(shù)據(jù)選擇芯片的第9腳選通端、第10腳選通端和第11腳選通端分別與單片機(jī)ICCPU的第12腳相連接； 數(shù)據(jù)選擇芯片的第14腳端和第15腳端分別接單片機(jī)ICCPU的第10腳和第11腳；由電容 Cr 1 Cr4組成串口數(shù)據(jù)通訊芯片的自舉電路；電阻Rx 1、電阻Rx2、電阻Rx3和三極管Tx組成光電耦合器的動(dòng)作電路；保證和上位機(jī)及下位除硫/充電、串聯(lián)、并聯(lián)充電的通訊穩(wěn)定可罪。充電/除硫模式選擇單元4的結(jié)構(gòu)，如圖4所示，包括充電/除硫選擇按鍵CL/CD 和電容C4，充電/除硫選擇按鍵CL/CD的按鍵開關(guān)端接單片機(jī)ICCPU的第14腳。當(dāng)中央控制及計(jì)算單元2檢測(cè)到充電電流接近0值并且計(jì)算得到的蓄電池容量低于80%時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)除硫模式；也可通過充電/除硫選擇按鍵CL/CD手動(dòng)控制設(shè)備工作模式，當(dāng)按下該按鍵后，中央控制及計(jì)算單元2檢測(cè)到中斷口 TO的中斷信號(hào)，進(jìn)入除硫模式工作。串并充輸出控制及數(shù)據(jù)采集單元6和除硫輸出控制單元5為同一電路組成，其結(jié)構(gòu)如圖5所示，由充電/除硫模式選擇單元4控制該電路處于不同的輸出模式下，該電路包括單片機(jī)ICCPU1、時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生器、系統(tǒng)看門狗Icxgl、控制繼電器單元J1、高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ICAD、TLC5617數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片和四位接線端子HR，高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ICAD采用 MAX186型12位串行A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器。單片機(jī)ICCPUl為串并充輸出控制及數(shù)據(jù)采集單元 6和除硫輸出控制單元5的核心處理和控制部分，是串聯(lián)充電控制、并聯(lián)充電控制及除硫輸出控制的核心器件，完成對(duì)采集數(shù)據(jù)的計(jì)算處理和轉(zhuǎn)發(fā)以及對(duì)外圍電路的控制工作。單片機(jī)ICCPUl的第39 32腳PO 口及21 28腳P2 口為數(shù)據(jù)I/O 口 ；單片機(jī)ICCPUl的第9 腳為復(fù)位端子，連接系統(tǒng)看門狗Icxgl的第7腳；單片機(jī)ICCPUl的第18腳和第19腳連接由電容Cjtl、電容Cjt2及晶振JTl構(gòu)成的外部時(shí)鐘電路；排阻0為單片機(jī)ICCPUl的PO 口上拉電阻，排阻1為單片機(jī)ICCPUl的Pl 口上拉電阻，排阻2為單片機(jī)ICCPUl的P2 口上拉電阻，排阻3為單片機(jī)ICCPUl的P3 口上拉電阻；單片機(jī)ICCPUl的第2腳、第1腳、第4腳、 第3腳、第38腳和第35腳分別連接看門狗Icxgl的第5腳數(shù)據(jù)輸入端、看門狗Icxgl的第6腳時(shí)鐘端、看門狗Icxgl的第1腳片選端、看門狗Icxgl的第2腳數(shù)據(jù)輸出端、模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ICAD的第19腳時(shí)鐘腳，用于時(shí)鐘同步和模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ICAD的第18腳片選腳；單片機(jī)ICCPUl的第37、36腳連接模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ICAD的第17、15腳數(shù)字輸入/輸出端；單片機(jī) ICCPUl的第39腳、第38腳、第37腳、第24腳、第10腳和第11腳分別連接數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片 D/A的第3腳片選腳、數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片D/A的第2腳時(shí)鐘腳、數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片D/A的第1腳數(shù)據(jù)腳、串并充電切離繼電器Jl的使能Rjl電阻端、串口數(shù)據(jù)通訊芯片的第9腳端和串口數(shù)據(jù)通訊芯片的第10腳端?？刂评^電器單元Jl由繼電器J1、電阻Rjl、電阻Rj2、三極管Tjl、 三極管Tj2、二極管Dj組成；當(dāng)繼電器Jl接收到中央控制及計(jì)算單元2的切離命令時(shí)動(dòng)作進(jìn)行切換；電壓采集由單體電壓采樣腳1和單體電壓采樣腳2將外接蓄電池的正極接入控制繼電器單元Jl的常閉端；由電阻Rvl Rv6、電容Cevl Cev4、電容Cvl Cv2組成分壓和兩級(jí)低通濾波電路，將蓄電池的端電壓經(jīng)單體電壓采樣腳1和單體電壓采樣腳2送入控制繼電器單元Jl的常閉端，通過切換，分時(shí)將每節(jié)單體電壓送入分壓和兩級(jí)低通濾波電路進(jìn)行濾波，將濾波后的單體電壓送入模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ICAD進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；由電阻Ri、電容 Ceil Cei2、電容Ci組成的兩級(jí)低通濾波電路，將電池電流數(shù)據(jù)通過濾波后送入模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ICAD進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ICAD的第12腳接到基準(zhǔn)調(diào)整電路中電阻Ral的第 1腳；模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ICAD的第11腳接到芯片穩(wěn)壓電路電容Cea的第1腳。電阻Rwa、電阻 Ral、電阻Ra2、電容Ca2組成基準(zhǔn)調(diào)整電路，調(diào)整出精度在Imv以內(nèi)的供ICAD模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片做為可調(diào)基準(zhǔn)的精確基準(zhǔn)；電容Cea和電容Cal并聯(lián)組成穩(wěn)壓電路，為ICAD模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片提供做為參考基準(zhǔn)的穩(wěn)定電壓；單片機(jī)ICCPUl對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理后輸出命令，由 D/A模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的4腳和7腳分別對(duì)輸出電流和輸出電壓進(jìn)行調(diào)控；電阻Rwl、電阻Rwd、 二極管Dw、電容Cw、電容Cew組成基準(zhǔn)調(diào)整電路，調(diào)整出精確基準(zhǔn)供D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片做為參考基準(zhǔn)。放電輸出控制單元的結(jié)構(gòu)，如圖6所示，由控制繼電器JK、電阻Rjl、電阻Rj2、三極管Tjl、三極管Tj2、二極管Dj組成；當(dāng)接收到單片機(jī)ICCPUl第15腳的切離命令時(shí)動(dòng)作，切斷電池向外部供電的回路。供電單元1的結(jié)構(gòu)，如圖7所示，主要包括2芯供電接線端子，用于將外部系統(tǒng)供電電源引入Z)(DG3S4805型48-12V DC/DC電源轉(zhuǎn)換芯片的第1腳和第2腳，48-12V DC/DC變換電路的第3腳和第4腳分別接入12-5VDC/DC電源轉(zhuǎn)換芯片Ll的第1腳和第2腳；12-5V DC/DC電源轉(zhuǎn)換芯片Ll的第2腳和第3腳為系統(tǒng)地GND和+5V工作電源VCC ；外部電源經(jīng)過2芯供電接線端子進(jìn)入48-12V DC/DC電源轉(zhuǎn)換芯片的輸入端，48-12V DC/DC電源轉(zhuǎn)換芯片的輸出端接到12-5V DC/DC電源轉(zhuǎn)換芯片Ll上；由電容C11、電容C12、電容C21、電容 C22和12-5V DC/DC電源轉(zhuǎn)換芯片Ll構(gòu)成+12V變+5V的電源電路，給本監(jiān)測(cè)儀中的各個(gè)單元提供穩(wěn)定的工作電源。本實(shí)用新型綜合監(jiān)測(cè)儀具體應(yīng)用時(shí)的線路連接，如圖8所示，通過電池連接排12 將多個(gè)蓄電池10串聯(lián)組成蓄電池單元8，該蓄電池組中第一個(gè)蓄電池2的正極和最后一個(gè)蓄電池2的負(fù)極通過兩根串聯(lián)充電電纜線19分別與本蓄電池智能充放/在線除硫綜合監(jiān)測(cè)儀9的串聯(lián)充電輸出接口 14相接；將本蓄電池智能充放/在線除硫綜合監(jiān)測(cè)儀9的交流電源接口 13接入市電交流220V ；將本蓄電池智能充放/在線除硫綜合監(jiān)測(cè)儀9的多路并聯(lián)充電輸出接口 15通過多根并聯(lián)充電電纜線20分別與各蓄電池10的正負(fù)極連接；將本蓄電池智能充放/在線除硫綜合監(jiān)測(cè)儀9的放電輸出控制接口 17通過放電電纜線21與用電設(shè)備11上的供電接口 18連接。當(dāng)上述各連線完成后，將PC機(jī)COM接口通過RS-232線與本蓄電池智能充放/在線除硫綜合監(jiān)測(cè)儀9的通訊接口 16連接后，即可利用PC機(jī)進(jìn)行各項(xiàng)參數(shù)預(yù)設(shè)，預(yù)設(shè)完成后，設(shè)備開始工作。本綜合監(jiān)測(cè)儀采用串聯(lián)充電轉(zhuǎn)并聯(lián)充電的智能充電方式，首先通過串聯(lián)充電輸出端口對(duì)整組蓄電池進(jìn)行快速充電，當(dāng)蓄電池組中的某節(jié)單體蓄電池電壓達(dá)到預(yù)設(shè)的串聯(lián)充電停止條件后(即達(dá)到預(yù)設(shè)的串充單體電池電壓上限)，串聯(lián)充電停止；設(shè)備自動(dòng)轉(zhuǎn)入并聯(lián)充電方式，通過多路并聯(lián)充電輸出端口對(duì)每節(jié)單體蓄電池分別進(jìn)行充電，直到滿足并聯(lián)充電停止條件后(即達(dá)到預(yù)設(shè)的并充單體電池電壓上限)，系統(tǒng)自動(dòng)停止充電，整個(gè)充電過程結(jié)束。通過這種串充轉(zhuǎn)并充的方式對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，在充電初期通過串聯(lián)充電方式向蓄電池快速補(bǔ)充能量，再針對(duì)每節(jié)單體電池內(nèi)阻大小不同的特點(diǎn)，通過并聯(lián)方式對(duì)每一節(jié)單體電池單獨(dú)進(jìn)行分別充電管理，以彌補(bǔ)由于電池一致性不同造成的充電不均衡現(xiàn)象，通過這種方式，可保證每一節(jié)單體電池完全充飽，既不出現(xiàn)欠充單體，也不會(huì)出現(xiàn)過充單體， 從而使整組蓄電池具有良好的一致性，保證蓄電池在充電過程中不因過充或欠充造成蓄電池?fù)p傷。本綜合監(jiān)測(cè)儀實(shí)時(shí)采集蓄電池各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，包括蓄電池電壓、蓄電池充放電電流、用電設(shè)備耗電電流、蓄電池溫度等，將采集到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行蓄電池容量計(jì)算，通過計(jì)算即可動(dòng)態(tài)跟蹤檢測(cè)蓄電池的容量變化，從而在蓄電池處于放電狀態(tài)時(shí)，采用容量管理方法對(duì)蓄電池放電進(jìn)行控制成為可能。該方法不同于普遍采用的電壓管理方法，而是通過蓄電池的真實(shí)容量對(duì)放電進(jìn)行控制管理，當(dāng)本綜合監(jiān)測(cè)儀檢測(cè)到蓄電池容量低于其標(biāo)稱容量的20%時(shí)，就會(huì)自動(dòng)切斷蓄電池供電輸出，保證蓄電池不因過放電造成蓄電池劣化。本綜合監(jiān)測(cè)儀通過容量管理的方式對(duì)蓄電池進(jìn)行放電控制管理，避免了電壓管理方式中由于蓄電池的性能與其端電壓不存在線性關(guān)系而造成的偏差，從而避免了一致性好的電池能量不能充分利用以及一致性差的電池出現(xiàn)過放電的現(xiàn)象。此外，本綜合監(jiān)測(cè)儀通過對(duì)蓄電池容量的動(dòng)態(tài)跟蹤，可準(zhǔn)確掌握蓄電池每一時(shí)刻的實(shí)時(shí)容量，一旦檢測(cè)到蓄電池在靜置狀態(tài)下(未處于放電狀態(tài)或是充電狀態(tài))的電池容量低于80%，即自動(dòng)啟動(dòng)除硫活化模式，對(duì)產(chǎn)生劣化的蓄電池進(jìn)行除硫修復(fù)。通過自動(dòng)在線檢測(cè)和自動(dòng)除硫修復(fù)，一方面可完全避免需要通過額外的容量測(cè)試設(shè)備對(duì)蓄電池進(jìn)行事先核定，以確定蓄電池是否要進(jìn)行除硫活化處理；另一方面可在第一時(shí)間準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)劣化蓄電池并進(jìn)行及時(shí)處理，保證蓄電池處于健康狀態(tài)。蓄電池智能充放/在線除硫綜合監(jiān)測(cè)儀的動(dòng)作過程及工作原理如下首先通過PC機(jī)向蓄電池智能充放/在線除硫綜合監(jiān)測(cè)儀下發(fā)各項(xiàng)預(yù)設(shè)參數(shù)，包括蓄電池的初始容量、充電/除硫轉(zhuǎn)換門限、蓄電池放電控制門限、蓄電池串聯(lián)充電停止條件及蓄電池并聯(lián)充電停止條件，設(shè)置完成后，啟動(dòng)蓄電池智能充放/在線除硫綜合監(jiān)測(cè)儀，設(shè)備首先通過檢測(cè)蓄電池電流以判斷蓄電池所處狀態(tài)(是靜置還是放電狀態(tài))，如果處于靜置狀態(tài)，設(shè)備開始對(duì)蓄電池首先進(jìn)行串聯(lián)充電，到達(dá)預(yù)設(shè)的串聯(lián)充電停止條件后，設(shè)備轉(zhuǎn)入并聯(lián)充電方式對(duì)蓄電池充電，到達(dá)預(yù)設(shè)的并聯(lián)充電停止條件后，充電過程結(jié)束，在整個(gè)充電過程中，設(shè)備實(shí)時(shí)采集蓄電池各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，通過計(jì)算不斷更新蓄電池的實(shí)際容量值。[0049]當(dāng)蓄電池向用電設(shè)備供電時(shí)，蓄電池智能充放/在線除硫綜合監(jiān)測(cè)儀檢測(cè)到蓄電池電流的變化，開始進(jìn)入蓄電池放電輸出控制狀態(tài)，系統(tǒng)實(shí)時(shí)跟蹤蓄電池的真實(shí)容量，一旦檢測(cè)到蓄電池的實(shí)際容量下降至蓄電池放電控制門限值時(shí)，自動(dòng)切斷蓄電池輸出回路，保護(hù)蓄電池不被過放電。在蓄電池使用一段時(shí)間后，如果蓄電池智能充放/在線除硫綜合監(jiān)測(cè)儀檢測(cè)到蓄電池在靜置狀態(tài)下容量下降到了充電/除硫轉(zhuǎn)換門限值，設(shè)備自動(dòng)轉(zhuǎn)換至除硫活化模式， 以脈沖修復(fù)的方式對(duì)蓄電池進(jìn)行容量恢復(fù)。在上述各項(xiàng)狀態(tài)下，設(shè)備均在實(shí)時(shí)采集蓄電池運(yùn)行參數(shù)并通過計(jì)算對(duì)蓄電池容量進(jìn)行在線跟蹤，以保證蓄電池容量的準(zhǔn)確。
權(quán)利要求1.一種蓄電池智能充放及在線除硫綜合監(jiān)測(cè)儀，其特征在于，該綜合監(jiān)測(cè)儀包括依次相連接的供電單元(1)、中央控制及計(jì)算單元( 和充電/除硫模式選擇單元；中央控制及計(jì)算單元( 分別與數(shù)據(jù)通訊接口單元(3)、串并充輸出控制及數(shù)據(jù)采集單元(6)和放電輸出控制單元(7)相連接；充電/除硫模式選擇單元(4)分別與串并充輸出控制及數(shù)據(jù)采集單元(6)和除硫輸出控制單元( 相連接；供電單元(1)還分別與數(shù)據(jù)通訊接口單元 (3)、充電/除硫模式選擇單元G)、除硫輸出控制單元(5)、串并充輸出控制及數(shù)據(jù)采集單元(6)和放電輸出控制單元(7)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所示的蓄電池智能充放及在線除硫綜合監(jiān)測(cè)儀，其特征在于，所述的供電單元(1)用于給中央控制及計(jì)算單元O)、數(shù)據(jù)通訊接口單元(3)、充電/除硫模式選擇單元0)、除硫輸出控制單元(5)、串并充輸出控制及數(shù)據(jù)采集單元(6)和放電輸出控制單元(7)提供電能。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所示的蓄電池智能充放及在線除硫綜合監(jiān)測(cè)儀，其特征在于，所述的串并充輸出控制及數(shù)據(jù)采集單元(6)用于實(shí)時(shí)采集蓄電池單元(8)的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，并將采集到的數(shù)據(jù)傳輸給中央控制及計(jì)算單元O)；用于接收充電/除硫模式選擇單元(4) 發(fā)出的對(duì)蓄電池單元(8)進(jìn)行充電的指令，控制蓄電池單元(8)充電；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所示的蓄電池智能充放及在線除硫綜合監(jiān)測(cè)儀，其特征在于，所述的中央控制及計(jì)算單元( 用于接收串并充輸出控制及數(shù)據(jù)采集單元(6)傳輸?shù)男铍姵貑卧?8)的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，對(duì)接收的該運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行計(jì)算處理，根據(jù)計(jì)算處理結(jié)果，判定蓄電池單元(8)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，根據(jù)蓄電池單元(8)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，產(chǎn)生不同的指令，并將不同的指令分別進(jìn)行傳輸當(dāng)蓄電池單元(8)需要充電或者需要除硫時(shí)，將相應(yīng)的指令傳給充電/除硫模式選擇單元；當(dāng)蓄電池單元(8)需要通、斷輸出時(shí)，將相應(yīng)的指令傳給放電輸出控制單元(7)；用于將蓄電池單元(8)的實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)通訊接口單元(3)；用于接收數(shù)據(jù)通訊接口單元C3)傳遞的上位PC機(jī)發(fā)出的查詢和控制指令。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所示的蓄電池智能充放及在線除硫綜合監(jiān)測(cè)儀，其特征在于，所述的充電/除硫模式選擇單元(4)用于接收中央控制及計(jì)算單元( 傳輸?shù)目刂菩铍姵貑卧?8)充電或者除硫的指令，將接收到的充電指令傳送給串并充輸出控制及數(shù)據(jù)采集單元 (6)，將接收到的除硫指令傳送給除硫輸出控制單元(5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所示的蓄電池智能充放及在線除硫綜合監(jiān)測(cè)儀，其特征在于，所述的除硫輸出控制單元( 用于接收充電/除硫模式選擇單元(4)傳送的對(duì)蓄電池單元(8) 進(jìn)行除硫的指令，并根據(jù)該指令控制蓄電池單元(8)進(jìn)行除硫修復(fù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所示的蓄電池智能充放及在線除硫綜合監(jiān)測(cè)儀，其特征在于，所述的放電輸出控制單元(7)用于接收中央控制及計(jì)算單元( 發(fā)出的蓄電池單元(8)通、斷輸出的指令，根據(jù)該指令控制蓄電池單元⑶輸出的通、斷。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所示的蓄電池智能充放及在線除硫綜合監(jiān)測(cè)儀，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)通訊接口單元C3)用于接收中央控制及計(jì)算單元( 傳輸?shù)男铍姵貑卧?8)的實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)，并將接收到的數(shù)據(jù)傳給上位PC機(jī)；用于將該上位PC機(jī)發(fā)出的查詢和控制指令傳遞給中央控制及計(jì)算單元O)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種蓄電池智能充放及在線除硫綜合監(jiān)測(cè)儀，包括依次相連接的供電單元、中央控制及計(jì)算單元和充電/除硫模式選擇單元；中央控制及計(jì)算單元分別與數(shù)據(jù)通訊接口單元、串并充輸出控制及數(shù)據(jù)采集單元和放電輸出控制單元相連接；充電/除硫模式選擇單元分別與串并充輸出控制及數(shù)據(jù)采集單元和除硫輸出控制單元相連接；供電單元還分別與數(shù)據(jù)通訊接口單元、充電/除硫模式選擇單元、除硫輸出控制單元、串并充輸出控制及數(shù)據(jù)采集單元和放電輸出控制單元相連接。本綜合監(jiān)測(cè)儀能有效保證各單體蓄電池的一致性，科學(xué)管理蓄電池的充電放電過程，及時(shí)發(fā)現(xiàn)蓄電池劣化狀況，自動(dòng)啟動(dòng)除硫修復(fù)模式，處理劣化蓄電池，提高了蓄電池的維護(hù)管理水平。
文檔編號(hào)H01M10/42GK202134636SQ201120232749
公開日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2011年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月1日
發(fā)明者陳永強(qiáng) 申請(qǐng)人:陳永強(qiáng)