蓄電池內化成充放電裝置及內化成充放電設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電池內化成技術領域，特別涉及一種鉛酸蓄電池快速充放電裝置，及采用該充放電裝置的內化成充放電設備。
【背景技術】
[0002]隨著人類社會的發(fā)展，人類環(huán)境的變化和節(jié)能減排的呼聲越來越高，國家于2012年7月實施了《鉛酸蓄電池行業(yè)準入條件》，禁止新建、改擴建干式荷電鉛蓄電池生產(chǎn)項目，但蓄電池作為二次能源的主體地位，已遠遠不能滿足社會的需求。在鉛酸蓄電池生產(chǎn)工藝過程中，需要對生電池進行充放電，這一過程簡稱化成。目前，蓄電池行業(yè)的生極板化成有兩種工藝，一是極板外化成，這種工藝化成時間短(大約24h左右)，在化成時會產(chǎn)生大量的酸霧，對環(huán)境污染很大;二是電池內化成，這種工藝產(chǎn)生的酸霧較少，但化成時間較長，最長近100h，最短的也要70h。為減少化成工藝對環(huán)境的污染，內化成工藝成為目前電池行業(yè)重點關注和研究的方向，但由于其化成時間長的弊端，嚴重地限制了內化成工藝的應用效果，成為內化成工藝中亟待解決的問題。
[0003]目前，在電池內化成行業(yè)一直采用的是以恒流恒壓為主、三充兩放的傳統(tǒng)工藝，其中主要的工藝設備為鉛酸蓄電池化成充放電設備，設備的主體框架結構如圖1所示。該裝置的電路部分主要包括由六只可控硅組成的整流器，在整流器輸出正端串聯(lián)L電抗器，和兩組接觸器KMl、KM2 ；其工作原理是:當設備對蓄電池DC充電時，充電的電能從交流電網(wǎng)經(jīng)可控硅整流器、電抗器L、接觸器KMl閉合流向電池DC;當蓄電池DC需放電時，接觸器KMl退出閉合，KM2閉合，經(jīng)電抗器L、可控硅整流器流向電網(wǎng)。現(xiàn)有充放電裝置所使用的充放電主回路，在充電時不能很好地解決化學極化、濃差極化、溫升和析氣等問題，不僅影響了電池的質量，而且無法解決化成時間長的問題。同時，傳統(tǒng)的內化成工藝模式無法解決充電電流波形對電池內化成質量的問題，嚴重地影響了電池的化成質量。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在于解決現(xiàn)有內化成充放電設備存在的內化成時間長，化成過程中電池溫升高，化成質量不穩(wěn)定的弊端，提供一種蓄電池內化成充放電裝置和充放電設備，在不改變電池原有配方情況下，可極大地縮短內化成時間，提高化成后的電池容量、充放電次數(shù)、電池的使用壽命及電池配組比率。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型采用了以下技術方案:
[0006]—種蓄電池內化成充放電裝置，包括電源單元、脈沖信號產(chǎn)生單元、信號隔離放大單元、IGBT功率單元和反饋單元;所述電源單元為裝置中其它各單元電路提供工作電壓;所述脈沖信號產(chǎn)生單元連接信號隔離放大單元，經(jīng)隔離放大的脈沖信號輸入IGBT功率單元；所述IGBT功率單元包括充電電路、放電電路和調節(jié)電路，充電電路對蓄電池進行充電，放電電路對蓄電池進行放電，調節(jié)電路根據(jù)蓄電池的充放電狀態(tài)對蓄電池進行放電，脈沖信號分別控制充電電路、放電電路和調節(jié)電路的導通;所述反饋單元連接脈沖信號產(chǎn)生單元，用于采集蓄電池充放電過程中的參數(shù)，脈沖信號產(chǎn)生單元根據(jù)采集的參數(shù)控制脈沖信號的疊加組合輸出。
[0007]進一步地，所述脈沖信號產(chǎn)生單元包括一控制單元，所述控制單元對輸入的脈沖信號進行疊加組合，輸出充電脈沖信號、放電脈沖信號和調節(jié)脈沖信號。
[0008]更進一步地，所述充電電路包括第一開關管Ql，第一開關管Ql柵極連接充電脈沖信號輸出端，源極和發(fā)射極分別連接充電電源和蓄電池;所述放電電路包括第二開關管Q2和放電電阻RX，第二開關管Q2柵極連接放電脈沖信號輸出端，源極通過放電電阻RX連接蓄電池;所述調節(jié)電路包括第三開關管Q3和反饋電阻R9，第三開關管Q3柵極連接調節(jié)脈沖信號輸出端，源極通過反饋電阻R9連接蓄電池;第二開關管Q2和第三開關管Q3的發(fā)射極接地。
[0009]更進一步地，所述反饋單元包括溫度采集電路，溫度采集電路連接脈沖信號產(chǎn)生單元。
[0010]更進一步地，所述反饋單元包括電流、電壓采集電路，電流、電壓采集電路分別連接脈沖信號產(chǎn)生單元。
[0011]本實用新型還涉及一種蓄電池內化成充放電設備，包括強電系統(tǒng)和弱電系統(tǒng)，所述強電系統(tǒng)包括電源供應模塊、充放電轉換模塊和上述充放電裝置，所述電源供應模塊、充放電轉換模塊和充放電裝置依次連接，所述弱電系統(tǒng)包括控制驅動電路、溫度傳感器、電壓互感器和電流互感器，控制驅動電路分別連接電源供應模塊和充放電轉換模塊，溫度傳感器、電壓互感器和電流互感器分別連接充放電裝置。
[0012]進一步地，所述弱電系統(tǒng)包括微處理單元，所述微處理單元分別連接控制驅動電路和充放電裝置。
[00?3 ] 更進一步地，所述弱電系統(tǒng)連接PC上位機，所述PC上位機與微處理單元連接。
[0014]更進一步地，所述電源供應模塊包括電源變壓器、三相整流逆變電路和PFC校正電路，電源變壓器、三相整流逆變電路和PFC校正電路依次連接，三相整流逆變電路連接控制驅動電路。
[0015]本實用新型所具有的有益效果:
[0016]I)該蓄電池內化成充放電裝置和設備采用正向大電流疊加組合脈沖充電、瞬間負向疊加組合脈沖放電，并通過自動檢測蓄電池在內化成過程中的溫度高低、電流大小變化和電壓上升速率，控制疊加組合脈沖的輸出，實現(xiàn)對蓄電池充放電過程的實時控制;在不改變蓄電池原有配方和工藝的情況下，很好地解決了現(xiàn)有蓄電池內化成過程中存在的化學極化、濃差極化和溫升、析氣等問題，極大地縮短了內化成時間，使蓄電池內化成時間從原來的96小時以上縮減至48小時以內，內化成時間可縮短一半以上。
[0017]2)提高電池化成質量；采用該裝置和設備電池配組比率可提高20%，由原來的60%?70%提高到80%?90% ；
[0018]3)提高電池的使用壽命；電池全充全放次數(shù)提高了30?50次左右，由常規(guī)的250?300次提高到300?330次；
[0019]4)降低生產(chǎn)成本，使用該裝置和設備可節(jié)約蓄電池內化成工藝過程中的電能消耗15%左右；
[0020]5)該充放電裝置可用于對原有常規(guī)內化成設備的升級改造，在常規(guī)內化成設備的基礎上加入該充放電裝置即可實現(xiàn)上述組合脈沖充放電功能，提高了常規(guī)內化成裝置的利用率，可有效降低升級改造成本。
【附圖說明】
[0021]圖1為現(xiàn)有蓄電池內化成充放電設備電路原理結構圖。
[0022]圖2為本實用新型蓄電池內化成充放電設備結構框圖。
[0023]圖3為本實用新型蓄電池內化成充放電設備電路原理結構圖。
[0024]圖4為本實用新型蓄電池內化成充放電裝置電路圖。
[0025]圖5為本實用新型蓄電池內化成充放電裝置中脈沖信號產(chǎn)生單元厚膜電路及其外圍電路圖。
[0026]圖中:1、電源變壓器，2、三相整流逆變電路，3、PFC校正電路，4、充放電轉換模塊，
5、蓄電池內化成充放電裝置，6、蓄電池DC，7、微處理單元，8、控制驅動電路，9、PC上位機，
10、溫度傳感器。
[0027]A、電源單元;B、脈沖信號產(chǎn)生單元;C、信號隔離放大單元和IGBT功率單元。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖對本【實用新型內容】作具體的說明。
[0029]—種蓄電池內化成充放電裝置，包括電源單元、脈沖信號產(chǎn)生單元、信號隔離放大單元、IGBT功率單元和反饋單元;所述電源單元為裝置中其它各單元電路提供工作電壓;所述脈沖信號產(chǎn)生單元連接信號隔離放大單元，經(jīng)隔離放大的脈沖信號輸入IGBT功率單元；所述IGBT功率單元包括充電電路、放電電