本發(fā)明涉及蓄電池修復(fù)領(lǐng)域，特別涉及一種充放電機(jī)用的控制裝置及控制方法。

背景技術(shù)：

鉛蓄電池簡(jiǎn)稱蓄電池，在電動(dòng)牽引車、車船起動(dòng)、通信機(jī)站、儲(chǔ)能等大功率/大容量領(lǐng)域占據(jù)絕對(duì)的統(tǒng)治地位，但鉛蓄電池又具有使用壽命短、容易提前報(bào)廢的缺陷，據(jù)2015年統(tǒng)計(jì)，我國(guó)鉛蓄電池的生產(chǎn)功率數(shù)達(dá)到2萬(wàn)萬(wàn)KVAh，僅電動(dòng)自行車每年廢棄更換的電池?cái)?shù)量就超過(guò)8億只，為此修復(fù)鉛蓄電池成為新興行業(yè)。

現(xiàn)有技術(shù)中，有多種對(duì)鉛蓄電池進(jìn)行修復(fù)的方法，包括富液補(bǔ)充充電、正/負(fù)脈沖充電、多階段式智能充電、高溫?cái)R置法等，這類修復(fù)方法需要對(duì)不同容量衰減狀態(tài)的電池作不同的充電技術(shù)處理，需要修復(fù)人員具有較豐富的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)；近年由于功能高分子材料技術(shù)的發(fā)展，市場(chǎng)出現(xiàn)了多種蓄電池修復(fù)專用的功能材料，深刻地改變了蓄電池傳統(tǒng)修復(fù)的技術(shù)原理，進(jìn)而影響到鉛蓄電池修復(fù)的充電方法。例如正極活性物質(zhì)融出，行業(yè)以往推薦高溫?cái)R置法，一般需要把鉛蓄電池?cái)R置在75～85℃溫度環(huán)境48～72h，再用小電流充電使正極得予修復(fù)，但市場(chǎng)新出現(xiàn)的一些功能高分子添加劑，可使硫酸鉛/二氧化鉛在氧化/還原的充放電過(guò)程中實(shí)現(xiàn)晶格導(dǎo)帶的結(jié)晶重組，并且恢復(fù)正極容量不再限于使用小電流充電；又如負(fù)極活性物質(zhì)的硫酸鉛結(jié)晶鹽化，行業(yè)近年推薦脈沖充電法，需要使用專門設(shè)計(jì)的脈沖充電機(jī)，但市場(chǎng)新出現(xiàn)的一些功能高分子添加劑，可助電解液直接滲透鹽化的硫酸鉛結(jié)晶體內(nèi)部，恢復(fù)負(fù)極受電能力，通過(guò)一定電量的補(bǔ)充電可使負(fù)極得予修復(fù)。

總體而言，目前市場(chǎng)在應(yīng)用功能高分子材料的技術(shù)基礎(chǔ)上，對(duì)鉛蓄電池整體修復(fù)的效果已相對(duì)理想，行業(yè)普遍需要提高工業(yè)修復(fù)效率。出于這種新市場(chǎng)的原因，市場(chǎng)十分需要一種以鉛蓄電池修復(fù)為使用目標(biāo)的自動(dòng)充放電設(shè)備。

現(xiàn)有技術(shù)中已有的充電機(jī)或充放電機(jī)的產(chǎn)品系列大致可分為4類：

1)、固化充電程序、無(wú)放電功能的充電機(jī)，這類充電機(jī)多見諸于電動(dòng)車電池或手機(jī)電池的充電器，特點(diǎn)為充電末期設(shè)置為恒定電壓(或最后“均充”之前設(shè)置為恒定電壓)，對(duì)蓄電池的恒定電壓充電并非額定電量；

2)、人工設(shè)置充電或放電數(shù)據(jù)的充放電機(jī)，這類充放電機(jī)多見諸于高端儀器，雖設(shè)置有充電和放電功能，但使用時(shí)需要人工設(shè)置充電或放電數(shù)據(jù)；

3)、編程的充放電機(jī)，這類充放電機(jī)多見諸于高端儀器和工業(yè)用，雖設(shè)置有充電和放電功能，但使用時(shí)需要編程，充放電程序并非在內(nèi)部控制系統(tǒng)固化；

4)、智能化的充放電機(jī)，例如中國(guó)發(fā)明專利ZL2012102579452等公開的技術(shù)文獻(xiàn)出，提及一類通過(guò)對(duì)蓄電池放電取得數(shù)據(jù)而決定充電量和充電方式的智能化技術(shù)方案，雖然其充電和放電屬編程固化，但程序的剩充電量并非額定。

上述4類市場(chǎng)上現(xiàn)有的充電機(jī)或充放電機(jī)均不適合作為蓄電池修復(fù)使用。目前市場(chǎng)上存在有大量的充電機(jī)或充放電機(jī)，若能提供一種外接控制裝置，在這一控制裝置的控制下能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)有充電機(jī)或充放電機(jī)對(duì)蓄電池的修復(fù)，則將有助于擴(kuò)大現(xiàn)有充電機(jī)或充放電機(jī)的使用范圍，有效降低蓄電池修復(fù)的成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服已有的充電機(jī)或充放電機(jī)均不適合作為蓄電池修復(fù)使用的缺陷，提供一種能夠利用已有充放電機(jī)對(duì)鉛蓄電池進(jìn)行有效修復(fù)的控制裝置。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種充放電機(jī)用的控制裝置，該控制裝置與充放電機(jī)相連，用于控制充放電機(jī)對(duì)鉛蓄電池的修復(fù)過(guò)程；所述修復(fù)過(guò)程包括：在充電過(guò)程中至少設(shè)置兩段不同強(qiáng)度的電流，并在充電過(guò)程的中期至少間隔設(shè)置一次放電過(guò)程；而且充放電過(guò)程無(wú)論設(shè)置多少次充電和放電，充電量和放電量合計(jì)的剩充電量額定，該額定剩充電量的取值范圍為1.5～3.0C/Ah。

上述技術(shù)方案中，所述控制裝置所控制的修復(fù)過(guò)程還包括：在起始充電之前設(shè)置深放電，所述深放電的放電深度達(dá)到用≤0.1C/A電流放電至鉛蓄電池兩端電壓≤1.0V/單格平均；其中，

所述深放電采用下列任意一種方法實(shí)現(xiàn)：一階段恒流放電法、多階段恒流放電法以及非穩(wěn)恒電流放電法。

上述技術(shù)方案中，所述控制裝置所控制的修復(fù)過(guò)程還包括：在充電結(jié)束之后設(shè)置容量檢驗(yàn)放電，所述容量檢驗(yàn)的放電電流強(qiáng)度由鉛蓄電池的行業(yè)技術(shù)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)確定。

上述技術(shù)方案中，所述控制裝置所控制的充電過(guò)程為分階段充電，所述分階段充電過(guò)程包括充電前期的恒定電流充電和充電后期的分階降流充電，以及包括在充電過(guò)程中選擇設(shè)置電流強(qiáng)度的大小交替變換或/和充電電流強(qiáng)度為0的靜置過(guò)程。

上述技術(shù)方案中，在充電過(guò)程中期所設(shè)置的放電過(guò)程中，每次連續(xù)放電的額定 電量取值范圍為0.01～0.5C/Ah，放電的電流強(qiáng)度取值范圍為0.05～3.0C/A。

上述技術(shù)方案中，所述控制裝置為獨(dú)立于充放電機(jī)的裝置，其包括：微處理器1a、外圍電路1b和串聯(lián)通信接口1c；其中，所述串聯(lián)通信接口1c與外圍電路1b都連接在所述微處理器1a上，該控制裝置通過(guò)所述串聯(lián)通信接口1c與充放電機(jī)的控制部分相連接；所述的外圍電路1b包括所述控制裝置的電源電路；所述控制裝置的微處理器1a的內(nèi)部固化存貯對(duì)充放電機(jī)的控制邏輯，所述的控制邏輯包括：充電或放電的電流強(qiáng)度、時(shí)間順序和額定充電量。

上述技術(shù)方案中，所述控制裝置基于已有充放電機(jī)的控制模塊1實(shí)現(xiàn)，包括以下實(shí)現(xiàn)方式：

通過(guò)與已有充放電機(jī)的控制模塊1實(shí)行一體化設(shè)計(jì)；或通過(guò)附加設(shè)計(jì)一個(gè)操作界面，操縱已有充放電機(jī)的控制模塊的預(yù)編程序。

上述技術(shù)方案中，所述控制裝置還包括溫度傳感器5，溫度傳感器設(shè)置在所述控制裝置的外殼外部，其信號(hào)端連接所述控制裝置的微處理器1a或通過(guò)外圍電路1b連接所述微處理器1a的溫度監(jiān)測(cè)輸入端；所述溫度傳感器5向所述的微處理器1a輸入外部環(huán)境溫度的數(shù)據(jù)，控制裝置根據(jù)該溫度數(shù)據(jù)控制充放電機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)鉛蓄電池補(bǔ)償充電量。

上述技術(shù)方案中，所述控制裝置還包括顯示裝置7，所述顯示裝置7的信號(hào)輸入端連接所述微處理器1a或通過(guò)外圍電路1b連接所述微處理器1a的信號(hào)顯示控制端；所述顯示裝置7用于顯示充放電機(jī)的狀態(tài)信息；所述的顯示裝置7包括但不限于使用數(shù)碼顯示或色燈顯示；所述顯示裝置獨(dú)立設(shè)置，或?qū)⑵洳糠止δ芑蛉抗δ芘c充放電機(jī)的顯示裝置一體化集成，包括與充放電機(jī)的配位電腦的顯示裝置一體化集成。

本發(fā)明還提供了一種充放電機(jī)，包括至少一個(gè)充電模塊3、至少一個(gè)放電模塊2和控制模塊1，所述的充放電機(jī)還至少配置一套所述的控制裝置；所述充電模塊3與放電模塊2分別連接所述的控制模塊1，使用時(shí)所述充電模塊3與放電模塊2的電源輸出端分別連接外部待修復(fù)的鉛蓄電池6的兩端，所述的控制模塊1在所述控制裝置的控制下實(shí)現(xiàn)對(duì)外部待修復(fù)蓄電池6的修復(fù)充放電過(guò)程。

本發(fā)明又提供了基于所述的控制裝置所實(shí)現(xiàn)的對(duì)充放電機(jī)的控制方法，該包括：

步驟1)、對(duì)待修復(fù)的鉛蓄電池6做深放電，所述深放電的放電深度達(dá)到用≤0.1C/A電流放電至待修復(fù)鉛鉛蓄電池6兩端電壓≤1.0V/單格平均；

步驟2)、深放電結(jié)束后，開始分階段充電過(guò)程，在所述分階段充電過(guò)程中至少設(shè)置兩段不同強(qiáng)度的電流，并在分階段充電過(guò)程的中期至少間隔設(shè)置一次放電過(guò)程；而且充放電過(guò)程無(wú)論設(shè)置多少次充電和放電，充電量和放電量合計(jì)的剩充電量額定，該額定剩充電量的取值范圍為1.5～3.0C/Ah；其中，在分階段充電過(guò)程中期所設(shè)置的放電過(guò)程中，每次連續(xù)放電的額定電量取值范圍為0.01～0.5C/Ah，放電的電流強(qiáng)度取值范圍為0.05～1.0C/A；

步驟3)、在分階段充電結(jié)束之后設(shè)置對(duì)鉛蓄電池容量檢驗(yàn)的放電。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：充分利用目前市場(chǎng)上存在的大量工業(yè)用充放電機(jī)，通過(guò)本發(fā)明所述的控制裝置，使這類工業(yè)用充放電機(jī)在所述控制裝置的控制下實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化充放電程序，提高對(duì)蓄電池的修復(fù)效率，有效降低修復(fù)編程的人力成本。

附圖說(shuō)明

圖1是一只6DZM失效電池恒流放電的電壓變動(dòng)曲線圖；

圖2是對(duì)蓄電池實(shí)現(xiàn)深放電的流程示意圖；

圖3是一個(gè)實(shí)施例中本發(fā)明的充放電機(jī)用的控制裝置的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是另一個(gè)實(shí)施例中本發(fā)明的充放電機(jī)用的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是又一個(gè)實(shí)施例中本發(fā)明的充放電機(jī)用的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明控制裝置在外部控制充放電機(jī)的一種邏輯控制結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明控制裝置與充放電機(jī)一體化設(shè)計(jì)的一種邏輯控制結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是實(shí)施例1中的修復(fù)充放電I/T時(shí)序曲線圖；

圖9是實(shí)施例5中的修復(fù)充放電I/T時(shí)序曲線圖；

圖10是實(shí)施例6中的修復(fù)充放電I/T時(shí)序曲線圖。

圖面說(shuō)明

1 控制模塊 2放電模塊

3 充電模塊 4外殼

5 溫度傳感器 6鉛蓄電池

7 顯示裝置 1a微處理器

1b 外圍電路 1c串聯(lián)通信接口

具體實(shí)施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

本發(fā)明的控制裝置以現(xiàn)有的充放電機(jī)為基礎(chǔ)，對(duì)充放電機(jī)的充放電過(guò)程進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池的修復(fù)。

本發(fā)明的控制裝置對(duì)蓄電池的充放電修復(fù)過(guò)程包括：在充電過(guò)程中至少設(shè)置兩段不同強(qiáng)度的電流，并在充電過(guò)程的中期至少間隔設(shè)置一次放電過(guò)程；而且充放電過(guò)程無(wú)論設(shè)置多少次充電和放電，充電量和放電量合計(jì)的剩充電量額定，該額定剩充電量的取值范圍為1.5～3.0C/Ah。其中，剩充電量也被稱為修復(fù)充電量，其定義是充電量減去放電量，剩充電量關(guān)系到蓄電池修復(fù)的效果，剩充電量過(guò)小不能激活待修復(fù)的蓄電池，剩充電量過(guò)大又容易把蓄電池充壞，尤其是因長(zhǎng)期過(guò)充電引致極板活性物質(zhì)嚴(yán)重軟化失效的蓄電池。所述C/Ah為蓄電池的標(biāo)稱容量。

從以上描述可以看出，控制裝置所控制的充放電過(guò)程中的充電過(guò)程屬于分階段充電，所述分階段充電包括充電前期的恒定電流充電以及充電后期的分階降流充電，以及選擇設(shè)置電流強(qiáng)度的大小交替變換；例如，充電前期的電流強(qiáng)度取值為0.25C/A(其間可選擇插入若干分鐘0.01～0.1C/A的相對(duì)小電流)，充電末期的電流強(qiáng)度取值為0.05C/A。在充電過(guò)程中，還可以選擇設(shè)置充電電流強(qiáng)度為0的靜置過(guò)程。所述C/A為待修復(fù)的鉛蓄電池6標(biāo)稱容量值的電流強(qiáng)度。

在充電過(guò)程中所設(shè)置的放電過(guò)程為定量放電，額定放出0.01～0.5C/Ah的電量，行業(yè)慣稱淺放電，該淺放電的電流強(qiáng)度取值范圍一般為0.05～3.0C/A。一般來(lái)說(shuō)，蓄電池當(dāng)殘余容量＜0.7C/Ah時(shí)，在充電中期設(shè)置淺放電的修復(fù)效果更好；對(duì)于殘余容量＜0.5C/Ah的蓄電池，充電過(guò)程中設(shè)置多次淺放電的修復(fù)效果會(huì)更佳。

蓄電池修復(fù)所需的充電量較大，較之常規(guī)蓄電池充電更易發(fā)熱，間隔變換小電流充電或靜置一定時(shí)間(例如0.5～1h)，特別是設(shè)置一定方式的淺放電(放出蓄電池部分電能)，對(duì)消除蓄電池內(nèi)部產(chǎn)生的氣泡、削弱內(nèi)部極板周邊電解質(zhì)的極化濃差、提高下一階段充電的效率有較明顯作用。

失效蓄電池一般在單格1.0～1.6V區(qū)間存在一個(gè)二級(jí)能量平臺(tái)，附圖1給出了一只6DZM失效電池恒流放電的電壓變動(dòng)曲線，表明該失效電池在單格平均1.5V左右區(qū)間堆積有較大的能量，有效釋放這一低電壓平臺(tái)的能量再對(duì)蓄電池進(jìn)行修復(fù)充電，可使蓄電池的修復(fù)效果更佳。因此作為一種優(yōu)選實(shí)現(xiàn)方式，所述控制裝置所控制的充放電修復(fù)過(guò)程還包括：在起始充電之前設(shè)置深放電。所述深放電有別于在修復(fù)充電過(guò)程中間隔設(shè)置的定量放電，該深放電不僅在修復(fù)起始充電之前設(shè)置，而且要求放電深度達(dá)到用≤0.1C/A電流放電至蓄電池6兩端電壓≤1.0V/單格平均。

對(duì)蓄電池實(shí)現(xiàn)深放電的方法可以是現(xiàn)有技術(shù)中的任意方法，包括但不限于：一階段恒流、多階段恒流以及非穩(wěn)恒電流放電法。在一個(gè)深放電的實(shí)施例中，電流強(qiáng)度遞減規(guī)則設(shè)置為I＝M^KI_e，其中M表示遞減系數(shù)，I_e為蓄電池進(jìn)行深放電開始階段的放電電流強(qiáng)度，正整數(shù)K表示遞減階數(shù)，本實(shí)施例優(yōu)選0.618。當(dāng)放電電壓達(dá)到設(shè)定值V₂后，放電電流強(qiáng)度開始第一階的遞減，K為1，放電電流強(qiáng)度下降為0.618I_e，因?yàn)殡娏鳒p小即放電負(fù)載減輕，電池電壓會(huì)自然反彈，當(dāng)蓄電池放電電壓再次達(dá)到V₂，放電電流強(qiáng)度開始第二階的遞減，此時(shí)K變?yōu)?，放電電流強(qiáng)度下降為0.618²I_e＝0.382I_e……依次類推，直到蓄電池以設(shè)定的小電流強(qiáng)度深放電至V₂，在時(shí)間允許的情況下盡量實(shí)現(xiàn)3階以上深放電，該對(duì)蓄電池實(shí)現(xiàn)深放電的邏輯流程如圖2所示。一般而言，末階深放電至V₂時(shí)的電流強(qiáng)度優(yōu)選≤0.05C/A。

在自動(dòng)修復(fù)充電結(jié)束之后設(shè)置容量檢驗(yàn)放電是為了直接判定容量修復(fù)效果，該容判功能可設(shè)置為在蓄電池修復(fù)后自動(dòng)執(zhí)行，也可以設(shè)置為人工重啟執(zhí)行；所述容量檢驗(yàn)的放電電流強(qiáng)度由該類蓄電池的技術(shù)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)確定，為行業(yè)所公知，例如電動(dòng)自行車電池用0.5C/A的放電電流強(qiáng)度，電動(dòng)牽引車電池用0.2C/A的放電電流強(qiáng)度，室內(nèi)UPS電池用0.1C/A的放電電流強(qiáng)度。

本發(fā)明的控制裝置在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，可以有多種實(shí)現(xiàn)方式。其中一種實(shí)現(xiàn)方式是以微處理器為核心，所制作的一種獨(dú)立的硬件裝置。

參考圖3，這一類型的控制裝置可包括：微處理器1a、外圍電路1b和串聯(lián)通信接口1c；其中，所述串聯(lián)通信接口1c與外圍電路1b都連接在所述微處理器1a上，該控制裝置通過(guò)所述串聯(lián)通信接口1c與充放電機(jī)的控制部分相連接。所述的外圍電路1b包括所述控制裝置的電源電路，即微處理器1a正常工作所需要的環(huán)境電路，例如為所述控制裝置的控制端恒定某電壓值的電路；所述控制裝置的微處理器1a的內(nèi)部固化存貯對(duì)充放電機(jī)的控制邏輯，所述的控制邏輯包括：充電或放電的電流強(qiáng)度、時(shí)間順序和額定充電量；所述控制裝置為所述充放電機(jī)設(shè)定了控制邏輯，通過(guò)所述充放電機(jī)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池的修復(fù)充電。上述控制邏輯的具體內(nèi)容在前文中已經(jīng)有相應(yīng)的說(shuō)明，因此不在此處重復(fù)。

在另一種實(shí)現(xiàn)方式中，本發(fā)明的控制裝置利用充放電機(jī)的常規(guī)配位電腦及編程控制程序，或通過(guò)與原有充放電控制程序一體化設(shè)計(jì)，或通過(guò)附加設(shè)計(jì)一個(gè)操作界面，操縱體現(xiàn)在配位電腦(可編程操作界面)的預(yù)編程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)充放電機(jī)控制。

在一個(gè)實(shí)施例中，可以利用常規(guī)充放電機(jī)中控制模塊的硬件，通過(guò)控制程序軟 件的一體化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的；在常規(guī)充放電機(jī)中，內(nèi)貯在配位電腦的控制程序通常設(shè)計(jì)為一個(gè)編程界面，需要用戶輸入充放電機(jī)工作過(guò)程的數(shù)據(jù)，例如若干階段充電電流的強(qiáng)度及時(shí)間、充電過(guò)程中的放電電流強(qiáng)度及時(shí)間、充電末期的恒定電壓值等人擇數(shù)據(jù)，在本發(fā)明中，這些配位電腦的編程控制程序被所述控制裝置的內(nèi)貯固化控制程序所替代，從而通過(guò)內(nèi)貯設(shè)定的各階段充電電流的強(qiáng)度、時(shí)間、不同溫度下的不同充電量補(bǔ)償?shù)确椒ǎ惯@類常規(guī)充放電機(jī)改變?yōu)獒槍?duì)某種規(guī)格鉛蓄電池修復(fù)專用，用戶使用時(shí)無(wú)需再掌握修復(fù)編程的具體數(shù)據(jù)，方便實(shí)用。

在另一個(gè)實(shí)施例中，還可以利用常規(guī)充放電機(jī)中控制模塊的硬件以及內(nèi)貯在配位電腦的已有編程控制軟件，通過(guò)設(shè)計(jì)配位電腦的二級(jí)操作界面實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的；所述的二級(jí)操作界面，是相對(duì)于常規(guī)充放電機(jī)配位電腦的已有編程操作界面(一級(jí)操作界面)而言；實(shí)施時(shí)，利用內(nèi)貯在配位電腦的編程操作界面，輸入本發(fā)明所述修復(fù)鉛蓄電池過(guò)程的各階段充電電流的強(qiáng)度、時(shí)間、不同環(huán)境溫度下的不同充電量補(bǔ)償?shù)染唧w數(shù)據(jù)，組合成若干待選擇啟動(dòng)的程序子集，而將若干子集程序的選擇和啟動(dòng)功能設(shè)置在二級(jí)操作界面，通過(guò)二級(jí)操作界面的選擇而啟動(dòng)配位電腦中預(yù)編的控制程序，從而使用戶利用常規(guī)充放電機(jī)作為鉛蓄電池修復(fù)專用。

在其他實(shí)施例中，在前述第一種實(shí)現(xiàn)方式的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的控制裝置還可包括溫度傳感器5，溫度傳感器設(shè)置在所述控制裝置的外殼外部，其信號(hào)端連接所述微處理器1a或通過(guò)外圍電路1b連接所述微處理器1a的溫度監(jiān)測(cè)輸入端；所述的溫度傳感器5向所述微處理器1a輸入外部環(huán)境溫度的數(shù)據(jù)，控制裝置根據(jù)該溫度數(shù)據(jù)控制充放電機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池補(bǔ)償充電量。一種設(shè)置有溫度傳感器5的控制裝置的邏輯控制結(jié)構(gòu)如圖4所示，溫度傳感器5的信號(hào)端連接控制裝置中微處理器1a的溫度監(jiān)測(cè)輸入端。

鉛蓄電池在25℃溫度的受充能力狀態(tài)較佳，當(dāng)環(huán)境溫度高于25℃時(shí)，電化反應(yīng)程度加劇，需適當(dāng)減少充電量；而當(dāng)環(huán)境溫度低于25℃時(shí)，電化反應(yīng)程度變?nèi)?，需適當(dāng)增加充電量。所述的溫度傳感器向控制裝置輸入外部的環(huán)境溫度數(shù)據(jù)，在控制裝置的控制下使充放電機(jī)對(duì)蓄電池補(bǔ)償充電量的一種優(yōu)選關(guān)系如下：當(dāng)環(huán)境溫度高于25℃時(shí)，平均每上升1℃減少0.02C/Ah的剩充電量；當(dāng)環(huán)境溫度低于25℃時(shí)，平均每下降1℃增加0.03C/Ah的剩充電量。在實(shí)際使用中，不一定需要所述控制裝置控制充放電機(jī)對(duì)蓄電池進(jìn)行過(guò)細(xì)的連續(xù)補(bǔ)償，例如可以設(shè)計(jì)每變化3℃或5℃為一檔，對(duì)蓄電池的充電量進(jìn)行分檔級(jí)補(bǔ)償。

在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的控制裝置還包括顯示裝置7，顯示裝置7的信號(hào)輸入端連接控制裝置中微處理器1a或通過(guò)外圍電路1b連接所述微處理器1a的信號(hào)顯示控制端；該顯示裝置7可選擇用于顯示充放電機(jī)的實(shí)時(shí)充/放電電流值、累計(jì)剩充電量、正常完成修復(fù)充電程序以及不正常停止充電等狀態(tài)。該顯示裝置7包括但不限于使用數(shù)碼顯示或色燈顯示。所述顯示裝置7獨(dú)立設(shè)置，或?qū)⑵洳糠止δ芑蛉抗δ芘c充放電機(jī)的顯示裝置一體化集成，包括與充放電機(jī)的配位電腦的顯示裝置一體化集成。一種設(shè)置有顯示裝置7的控制裝置的邏輯控制結(jié)構(gòu)如圖5所示，顯示裝置7的信號(hào)輸入端連接控制裝置中的外圍電路1b。

基于上述控制裝置，本發(fā)明還提供了一種含有所述控制裝置的充放電機(jī)。該充放電機(jī)包括至少一個(gè)充電模塊3、至少一個(gè)放電模塊2和控制模塊1，所述的充放電機(jī)至少配置一套本發(fā)明的控制裝置；所述充電模塊3與放電模塊2分別連接所述的控制模塊1，使用時(shí)所述充電模塊3與放電模塊2的電源輸出端分別連接外部待修復(fù)的蓄電池6的兩端，所述充放電機(jī)的控制模塊1在所述控制裝置的控制下實(shí)現(xiàn)對(duì)外部待修復(fù)蓄電池的修復(fù)充放電控制過(guò)程。本發(fā)明的控制裝置可以如圖6所示的那樣與充放電機(jī)的主體部分獨(dú)立，通過(guò)串聯(lián)通信接口1c與安裝在外殼4內(nèi)的控制模塊1連接，也可以如圖7所示的那樣與充放電機(jī)的主體成為一個(gè)整體，即安裝在外殼4內(nèi)部，通過(guò)串聯(lián)通信接口1c與控制模塊1連接。

本發(fā)明所述的控制裝置以及含有該控制裝置的充放電機(jī)可以設(shè)計(jì)為一機(jī)單路或一機(jī)多路的形式；具體設(shè)計(jì)中，可以根據(jù)實(shí)際需求選擇充放電機(jī)對(duì)蓄電池的充電電壓范圍，設(shè)計(jì)為對(duì)n只蓄電池充電(n為正整數(shù))，例如充放電機(jī)的電壓輸出區(qū)間設(shè)計(jì)為3V，對(duì)標(biāo)稱2V的蓄電池進(jìn)行修復(fù)充電；充放電機(jī)電壓輸出區(qū)間設(shè)計(jì)為20V，對(duì)標(biāo)稱12V的蓄電池進(jìn)行修復(fù)充電；充放電機(jī)電壓輸出區(qū)間設(shè)計(jì)為105V，對(duì)6只標(biāo)稱12V的蓄電池進(jìn)行修復(fù)充電；充放電機(jī)電壓輸出區(qū)間設(shè)計(jì)為320V，對(duì)18只標(biāo)稱12V的蓄電池進(jìn)行修復(fù)充電，等等。

本發(fā)明還提供了基于前述的控制裝置所實(shí)現(xiàn)的對(duì)充放電機(jī)的控制方法，該方法包括：

步驟1)、對(duì)待修復(fù)的鉛蓄電池做深放電，所述深放電的放電深度達(dá)到用≤0.1C/A電流放電至鉛蓄電池兩端電壓≤1.0V/單格平均；

步驟2)、深放電結(jié)束后，開始分階段充電過(guò)程，在所述分階段充電過(guò)程中至少設(shè)置兩段不同強(qiáng)度的電流，并在分階段充電過(guò)程的中期至少間隔設(shè)置一次放電過(guò)程； 而且充放電過(guò)程無(wú)論設(shè)置多少次充電和放電，充電量和放電量合計(jì)的剩充電量額定，該額定剩充電量的取值范圍為1.5～3.0C/Ah；其中，在分階段充電過(guò)程中期所設(shè)置的放電過(guò)程中，每次連續(xù)放電的額定電量取值范圍為0.01～0.5C/Ah，放電的電流強(qiáng)度取值范圍為0.05～1.0C/A；

步驟3)、在分階段充電結(jié)束之后設(shè)置容量檢驗(yàn)放電。

本發(fā)明方法的步驟2還包括對(duì)待修復(fù)蓄電池剩充電量的溫度補(bǔ)償，當(dāng)控制裝置的外部環(huán)境溫度高于25℃時(shí)，平均每上升1℃減少0.02C/Ah的剩充電量；當(dāng)控制裝置的外部環(huán)境溫度低于25℃時(shí)，平均每下降1℃增加0.03C/Ah的剩充電量。

本發(fā)明方法的步驟2還包括對(duì)帶修復(fù)蓄電池的電壓監(jiān)測(cè)，當(dāng)所述充放電機(jī)對(duì)蓄電池充入0.1～0.8C/Ah電量而蓄電池兩端電壓低于2.0V/單格，或當(dāng)所述充放電機(jī)對(duì)蓄電池充入1.0～2.0C/Ah電量而蓄電池兩端電壓低于2.5V/單格，或當(dāng)所述充放電機(jī)對(duì)蓄電池充入1.5～3.0C/Ah電量后而蓄電池兩端電壓連續(xù)3小時(shí)下降速率超過(guò)平均0.01V/單格/小時(shí)，所述的控制裝置控制所述的充放電機(jī)停止工作。

下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明控制裝置的設(shè)計(jì)方法作進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1

設(shè)計(jì)一種控制充放電機(jī)的控制裝置，并運(yùn)用該控制裝置控制充放電機(jī)為電動(dòng)自行車的6DZM12蓄電池實(shí)現(xiàn)自動(dòng)修復(fù)。

本實(shí)施例以市場(chǎng)常見的3A充電、5A放電的320V充放電機(jī)(可對(duì)18只12V電池串聯(lián)的電池組實(shí)現(xiàn)編程充放電)為基礎(chǔ)，將控制裝置與已有充放電機(jī)相連，通過(guò)該控制裝置對(duì)充放電機(jī)的充放電過(guò)程進(jìn)行控制。

已有的充放電機(jī)包括控制模塊1、放電模塊2、充電模塊3以及外殼4；其中充電模塊3與放電模塊2內(nèi)部分別連接到控制模塊1，充電模塊3與放電模塊2的輸出端對(duì)外共用兩根電源輸出端，使用時(shí)在外殼4外部分別連接到待修復(fù)的蓄電池6的正負(fù)極兩端；所述控制裝置的外殼外部設(shè)置有數(shù)碼顯示裝置7，數(shù)碼顯示裝置采用色燈顯示，其信號(hào)輸入端連接控制裝置中的微處理器1a的信號(hào)顯示控制端，用于反映正常充電、正常停充和非正常停充狀態(tài)。所述控制裝置通過(guò)串聯(lián)通信接口1c與充放電機(jī)中的控制模塊1相連接，取代充放電機(jī)中的控制模塊1對(duì)待修復(fù)蓄電池的充放電過(guò)程進(jìn)行控制。

根據(jù)6DZM12的標(biāo)規(guī)條件(12V12Ah，2h放電率，放電電流強(qiáng)度為6A，放電終止電壓為10.50V)，將待修復(fù)蓄電池6進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理工藝包括行業(yè)公知的加修復(fù)液、抽真空、靜置2h后進(jìn)行深放電；深放電設(shè)計(jì)由另外的儀器條件實(shí)現(xiàn)，放電 深度要求用0.5A電流放電至蓄電池6兩端電壓達(dá)到3V。

作為數(shù)碼顯示裝置7的色燈分三種顏色，綠色用于反映正常充電狀態(tài)，當(dāng)正常完成修復(fù)充電程序后顯示黃色；當(dāng)充入2.5Ah電量而蓄電池6的兩端電壓仍低于12.0V時(shí)，自動(dòng)停止修復(fù)充電程序，色燈顯示紅色。

充放電機(jī)啟動(dòng)后，控制裝置通過(guò)控制充放電機(jī)中充電模塊3與放電模塊2的電路，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池6的充放電程序如下：

3.0A充電4h、3.5A放電1h、3.0A充電1h、2.0A充電2h、1.2A充電3h、0.6A充電9h，共計(jì)充電時(shí)間22h，累計(jì)剩充電量24.5Ah。

附圖8標(biāo)出了本實(shí)施例的修復(fù)充放電I/T時(shí)序曲線。

本實(shí)施例的6DZM12電池經(jīng)本實(shí)施例充放電一體化機(jī)充電后，首次放電容量一般可達(dá)10Ah以上的技術(shù)預(yù)期效果，二次充電后可達(dá)到標(biāo)稱容量。

實(shí)施例2

對(duì)實(shí)施例1進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，將所述作為數(shù)碼顯示裝置7的色燈改為液晶顯示器，其信號(hào)輸入端通過(guò)控制裝置中的外圍電路1b連接所述微處理器1a的信號(hào)顯示控制端，用于反映受充蓄電池6的實(shí)時(shí)電壓和充電電流實(shí)時(shí)值，以及充放電一體化機(jī)的正常停充和非正常停充。

數(shù)碼液晶顯示器7在充放電機(jī)正常充電時(shí)，以每5秒顯示、2秒切換顯示的方式分別顯示受充蓄電池6的實(shí)時(shí)電壓和充/放電電流的實(shí)時(shí)值；當(dāng)正常完成修復(fù)充電程序后，數(shù)碼液晶顯示器7全部顯示8；當(dāng)充入2.5Ah電量而蓄電池6的兩端電壓仍低于12.0V時(shí)，自動(dòng)停止修復(fù)充電程序，數(shù)碼液晶顯示器全部顯示4。

本實(shí)施例對(duì)蓄電池修復(fù)充電的技術(shù)效果與實(shí)施例1相同，但可使用戶了解到蓄電池的實(shí)時(shí)充/放電電流值，從而可對(duì)預(yù)修復(fù)狀態(tài)做出判斷。

實(shí)施例3

在實(shí)施例2的基礎(chǔ)上增加溫度傳感器5。

所述溫度傳感器5設(shè)置在所述控制裝置的外殼外部，其信號(hào)端通過(guò)外圍電路1b連接所述微處理器1a的溫度監(jiān)測(cè)輸入端；溫度傳感器5向所述微處理器1a輸入外部環(huán)境溫度的數(shù)據(jù)，控制裝置根據(jù)該溫度數(shù)據(jù)控制充放電機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池6補(bǔ)償充電量。

控制裝置控制充放電機(jī)的充電模塊3對(duì)蓄電池6剩充電量自動(dòng)進(jìn)行溫度補(bǔ)償，以25℃為基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)為溫度變化量每超過(guò)5℃改變一檔，對(duì)蓄電池6的剩充電量進(jìn)行分檔級(jí)補(bǔ)償。當(dāng)控制裝置外部工作環(huán)境溫度高于25℃時(shí)，每超過(guò)5℃，減少1.2Ah的剩充電量，例如當(dāng)控制裝置外部環(huán)境溫度為35℃時(shí)，剩充電量減少2.4Ah，即控 制裝置控制充放電機(jī)的充電模塊3對(duì)蓄電池6的剩充電量改變?yōu)?24.5―2.4)＝22.1Ah；當(dāng)控制裝置外部工作環(huán)境溫度低于25℃時(shí)，平均每下降5℃增加1.8Ah的剩充電量，例如當(dāng)控制裝置外部環(huán)境溫度為5℃時(shí)，剩充電量增加7.2Ah，即控制裝置控制充放電機(jī)的充電模塊3對(duì)蓄電池6的剩充電量改變?yōu)?24.5+7.2)＝31.7Ah。

本實(shí)施例可有效彌補(bǔ)蓄電池修復(fù)環(huán)境溫度變化對(duì)蓄電池加大或減少剩充電量的自動(dòng)調(diào)整需要，使控制裝置控制充放電機(jī)對(duì)蓄電池修復(fù)環(huán)境溫度的適應(yīng)性更強(qiáng)，修復(fù)效果更好。

本實(shí)施例以及前述例還可增加蓄電池修復(fù)后自動(dòng)放電檢驗(yàn)容量的功能，控制裝置控制充放電機(jī)的充電模塊3在充電程序結(jié)束1小時(shí)，繼續(xù)控制放電模塊2以恒流6A放電至10.50V，記錄顯示放電時(shí)間，使蓄電池修復(fù)容量一目了然。

實(shí)施例4

本實(shí)施例將控制裝置與充放電機(jī)中的控制模塊1做一體化設(shè)計(jì)，而經(jīng)一體化設(shè)計(jì)后的控制模塊1、放電模塊2、充電模塊3全部分立，設(shè)計(jì)為三臺(tái)分體機(jī)，使用時(shí)三體合一連接；使用時(shí)，充電模塊3分立的充電機(jī)的邏輯數(shù)據(jù)線與一體化設(shè)計(jì)后的控制模塊1連接，充電機(jī)的直流電源輸出端與蓄電池6兩端固連，放電模塊2分立的放電機(jī)的邏輯數(shù)據(jù)線與一體化設(shè)計(jì)后的控制模塊1連接，放電機(jī)的直流電源接口與蓄電池6兩端固連，一體化設(shè)計(jì)后的控制模塊1分立為充電/放電控制器，內(nèi)部固化有設(shè)定的充放電程序。

所述的充電機(jī)和放電機(jī)分別在其相應(yīng)外殼的外部設(shè)置電源開關(guān)，數(shù)碼顯示裝置7采用色燈顯示，設(shè)置在所述的充電/放電控制器的外部，其信號(hào)輸入端連接所述的充電/放電控制器的顯示控制端，用于反映正常充電、正常停充和非正常停充狀態(tài)。

本實(shí)施例是實(shí)施例1的變形設(shè)計(jì)，優(yōu)點(diǎn)是可分拆，方便攜帶。

實(shí)施例5

實(shí)施例1所述控制裝置所控制的充放電機(jī)，技術(shù)使用前提是需要對(duì)待修復(fù)的蓄電池6進(jìn)行預(yù)處理深放電，蓄電池深放電由另外的儀器實(shí)現(xiàn)，本實(shí)施例將這一深放電功能融入本發(fā)明所述控制裝置所控制的充放電一體化設(shè)計(jì)，在啟動(dòng)實(shí)施例1所述的對(duì)蓄電池6的修復(fù)充放電程序之前，優(yōu)先啟動(dòng)深放電程序。

深放電采用多階段降流技術(shù)方案，設(shè)定為對(duì)6DZM12蓄電池6兩端電壓以恒定電流3.6A放電至10.5V、2.0A放電至6.0V、1.0A放電至2.0V，連續(xù)放電，完成該深放電程序后靜置15分鐘，然后自動(dòng)啟動(dòng)實(shí)施例1所述的蓄電池6修復(fù)充放電程序。本實(shí)施例中，電源開關(guān)啟動(dòng)后，控制裝置通過(guò)控制充放電機(jī)中的充電模塊3與放電模塊2的電路，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池6的修復(fù)充放電程序如下：

3.6A放電至10.5V、2.0A放電至6.0V、1.0A放電至2.0V，靜置15分鐘，3.0A充電4h、3.5A放電1h、3.0A充電1h、2.0A充電2h、1.2A充電3h、0.6A充電9h。

附圖9標(biāo)出了本實(shí)施例的修復(fù)充放電I/T時(shí)序曲線。

實(shí)施例6

利用常規(guī)工業(yè)充放電機(jī)中的控制模塊1，將實(shí)施例1所述單獨(dú)設(shè)計(jì)的控制裝置與所述控制模塊1實(shí)行一體化設(shè)計(jì)，即將所述控制裝置的控制功能融入所述充放電機(jī)中的控制模塊1，并進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)施例1所述的修復(fù)充放電程序。

實(shí)施例1的修復(fù)充放電程序在對(duì)蓄電池的充電過(guò)程中，設(shè)置了1次放電，實(shí)踐表明，對(duì)一些極板活性物質(zhì)嚴(yán)重受損并經(jīng)長(zhǎng)期放置的蓄電池，在修復(fù)充放電程序中設(shè)置多次放電對(duì)容量恢復(fù)程度和容量快速穩(wěn)定有好處；同時(shí)，充電過(guò)程的后期蓄電池容易發(fā)熱，降流甚至停充若干時(shí)間有利于蓄電池提升受充能力。

本實(shí)施例對(duì)修復(fù)充放電程序的優(yōu)化設(shè)計(jì)如下：

3.0A充電4h、3.5A放電1h、3.0A充電1.5h、3.5A放電1h、2.5A充電1h、2.0A充電2h、靜置0.5h、1.2A充電3h、0.9A充電3h、0.6A充電5h、0.4A充電3h，共計(jì)充電時(shí)間27h，累計(jì)剩充電量24.5Ah。

附圖10標(biāo)出了本實(shí)施例的修復(fù)充放電I/T時(shí)序曲線。

本實(shí)施例充放電程序?qū)π铍姵氐男迯?fù)效果明顯比實(shí)施例1好。

最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。