一種蓄電池的充電方法和裝置的製作方法
2023-05-30 01:45:56
專利名稱：一種蓄電池的充電方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及蓄電池領域，特別是一種蓄電池的充電方法和裝置。
背景技術：
火警系統中通常使用鉛酸蓄電池。該系統電壓正常是24V的直流安全電壓，由12 個標準的2V蓄電池單元串聯組成。通常採用浮充模式進行充電。根據鉛酸蓄電池的特性， 浮充電壓一般約為2. 3V。過電壓充電將永久地損壞蓄電池。由於該12個蓄電池單元並不完全相同，因此，浮充電壓不能均分到每一個蓄電池。過壓的蓄電池將會受到影響且會降低壽命。由於上述原因，雖然蓄電池製造商宣稱蓄電池的使用壽命一般是3年，但在火警系統中蓄電池的實際使用壽命通常會減少，因此火警系統的製造者通常將使用的備用電源的壽命限定為2年或更少，並要求用戶每2年更換備用電源。
現有的火警系統的蓄電池充電具體為浮充電荷以恆定電流為串聯的12個2V蓄電池單元充電直到達到浮充電壓27. 6V(對於單個蓄電池單元，浮充電壓為2. 3V)，接著快速降低電流以維持該電壓。蓄電池能夠快速地獲得約75%的容量，但由於電流減少因此需要很長時間獲得其餘的25%的容量。但對火警系統的標準來說，例如GB-4147、GB-16806、 UL864、EN54-4、ULC S527&S559等，都要求火警系統具有可充電蓄電池的備用電源，並且該可充電蓄電池需要在有限時間內被充電到滿容量的一定百分比，且在下一有限時間內被充電到滿容量，以保證火警系統能夠在提供的條件下操作。
由於上述原因，火警系統的製造者通常選擇大容量的蓄電池，以使得火警系統在快速充電階段能夠滿足標準的需求，但該大容量的蓄電池超過了火警系統所需要的容量， 且更加昂貴。
因此，在火警系統中，蓄電池壽命通常小於其額定壽命，且蓄電池容量通常需要很大，且不能在有限時間內充滿。發明內容
有鑑於此，本發明提出了一種蓄電池的持續充電方法，採用該方法能夠快速將蓄電池充滿，從而在有限時間內就能夠使蓄電池接近充滿，以滿足火警系統的要求。此外，由於充電時間得以縮短，因而使用小容量的蓄電池同樣可以實現火警系統的要求。
另一方面，採用本發明提出的持續充電方法可延長蓄電池的使用到其額定壽命， 以滿足火警系統的需要。
根據本發明一個方面，提出了一種對蓄電池持續充電的方法。該方法包括在快速充電階段和充滿階段，使用第一電壓對蓄電池充電，所述第一電壓大於所述蓄電池的浮充電壓且小於等於所述蓄電池的極限電壓；在維持階段，使用浮充電壓對所述蓄電池充電，以維持所述蓄電池輸出額定電壓。
從上述方案可以看出，由於本發明方法中先使用高於浮充電壓的第一電壓對蓄電池充電，使得能夠在有限時間內將蓄電池接近充滿，從而滿足火警系統的要求。此外，由於充電時間得以縮短，使用小容量的蓄電池同樣可以實現快速充滿的目的。且在維持階段，使用浮充電壓對所述蓄電池充電，可以延長電池使用壽命，同時可以滿足火警系統對備用蓄電池的需求。
優選地，在充滿階段使用第一電壓對蓄電池充電的步驟包括以間歇方式重複使用第一電壓對所述蓄電池充電。這樣，在充滿階段，能夠邊充邊停，使得蓄電池能夠休整，能夠有效延長蓄電池的使用壽命。
優選地，以間歇方式重複使用第一電壓對所述蓄電池充電的步驟包括使用第一電壓對所述蓄電池充電；檢測所述蓄電池的當前電壓及充電電流，當所述蓄電池的當前電壓達到所述第一電壓，且充電電流小於第一閾值電流時，停止充電；在停止充電達第一預定時間後，重複使用所述第一電壓對所述蓄電池充電。這樣，在間歇式充電時，當蓄電池的當前電壓達到第一電壓且充電電流小於第一閾值電流時，就可以停止充電，使蓄電池進行休整，並且在休整期間，當蓄電池的電壓會持續降低，當停止充電達第一預定時間後，再繼續充電，能夠有效延長蓄電池的使用壽命。
其中，所述第一預定時間為所述蓄電池的當前電壓下降到閾值電壓的時間，所述閾值電壓低於所述蓄電池的浮充電壓且高於蓄電池的額定電壓。這樣，在停止充電期間，當蓄電池的當前電壓下降到閾值電壓時，會繼續對蓄電池充電。
優選地，在所述維持階段，也使用所述蓄電池的浮充電壓以間歇方式對所述蓄電池充電。這樣，在維持階段，使用浮充電壓以間歇式方式充電，能夠進一步延長蓄電池的使用壽命。
其中，所述使用蓄電池的浮充電壓以間歇方式對所述蓄電池充電的步驟包括使用所述蓄電池的浮充電壓對蓄電池充電；檢測所述蓄電池的當前電壓及充電電流，當所述蓄電池的當前電壓達到所述浮充電壓時，且充電電流小於第二閾值電流時，停止充電；在停止充電達第二預定時間後，重複使用所述浮充電壓對所述蓄電池進行充電。這樣，在使用蓄電池的浮充電壓以間歇方式對蓄電池充電時，能夠通過檢測蓄電池的當前電壓和充電電流來停止對蓄電池充電，並且在停止充電達第二預定時間後，繼續充電。
其中，所述第二預定時間為所述蓄電池的當前電壓下降到所述閾值電壓的時間。 這樣，在蓄電池的當前電壓下降到閾值電壓時，會繼續對蓄電池充電。
其中，在使用所述第一電壓對蓄電池充電的時間達到第三預定時間時充滿階段結束。這樣可以在第三預定時間內快速將電池充滿。
其中，當重複使用所述第一電壓對蓄電池充電的次數到達預定次數時所述充滿階段結束。這樣當重複使用第一電壓對蓄電池的充電的次數到達預定次數時，蓄電池充滿，充滿階段結束。
優選地，所述方法還包括在停止充電期間，在線測量所述蓄電池的內阻，並且當所述蓄電池的內阻不滿足使用要求時，更換所述蓄電池。在這種情況下，當蓄電池性能不能滿足要求時，用戶可以及時發現並更換，並且由於對蓄電池進行實時監控，使得直到蓄電池性能不滿足要求時，才更換蓄電池，使得蓄電池有可能工作到其最長壽命。
本發明實施例還提供一種對蓄電池持續充電的裝置，所述裝置包括控制模塊，電連接到所述蓄電池，用於在所述蓄電池的快速充電階段和充滿階段產生一充電控制信號， 以及在維持所述蓄電池電壓的維持階段產生一維持控制信號；直流電源，電連接到所述控制模塊和所述蓄電池，其可響應於所述充滿控制信號而以第一電壓對蓄電池充電，響應於所述維持控制信號而以蓄電池的浮充電壓對所述蓄電池充電，其中所述第一電壓大於所述浮充電壓且小於等於蓄電池的極限電壓。
採用上述裝置，使得能夠在有限時間內將蓄電池接近充滿，能夠滿足火警系統的要求。此外，由於充電時間得以縮短，使用小容量的蓄電池同樣可以實現快速充滿的目的。 且在維持階段，使用浮充電壓對所述蓄電池充電，可以延長電池使用壽命，同時可以滿足火警系統對備用蓄電池的需求。
優選地，所述控制模塊包括檢測模塊，其連接到蓄電池，用於檢測所述蓄電池的當前電壓及充電電流，當在充滿階段所述蓄電池的當前電壓達到所述第一電壓且充電電流小於第一閾值電流時，產生一停止控制信號以停止所述直流電源對所述蓄電池充電；當檢測到的所述蓄電池的當前電壓低於閾值電壓時，產生一個充電控制信號，以使得直流電源繼續對所述蓄電池充電。
這樣，檢測模塊通過檢測蓄電池的當前電壓及充電電流，即可控制直流電源是否對蓄電池充電，實現對蓄電池的間歇式充電，延長蓄電池的使用壽命。
優選地，所述檢測模塊還用於當在維持階段所述蓄電池的當前電壓達到浮充電壓時，且充電電流小於第二閾值電流時，產生所述停止控制信號以停止所述直流電源對所述蓄電池充電，當檢測到的所述蓄電池的當前電壓低於閾值電壓時，產生一個充電控制信號， 以使得直流電源繼續對所述蓄電池充電。
這樣，在維持階段，檢測模塊同樣通過檢測蓄電池的當前電壓及充電電流，即可控制直流電源是否對蓄電池充電，實現間歇方式的充電，進一步延長蓄電池的使用壽命。
優選地，所述控制模塊還包括計時模塊，用於從發出所述充滿控制信號起開始計時，在到達一預定時間後發出所述維持控制信號。這樣，可以通過計時模塊的計時，使得能夠在充電達到預定時間後進入維持階段。
優選地，所述控制模塊還包括計數模塊，用於對所述停止控制信號或充滿階段的所述充電控制信號進行計數，且在計數值達到預定值時產生所述維持控制信號。這樣，能夠通過計數模塊的控制，使得蓄電池接近充滿後進入維持階段。
本發明實施例還提供一種機器可讀的存儲介質，存儲有用於使一機器執行上述方法的指令。
下面將通過參照附圖詳細描述本發明的優選實施例，使本領域的普通技術人員更清楚本發明的上述及其它特徵和優點，附圖中
圖Ia為本發明實施例一提供的蓄電池的持續充電方法的流程圖Ib為本發明實施例二提供的蓄電池的持續充電方法的流程圖2為充電過程中蓄電池的電壓和電流的變化曲線圖3為本發明實施例提供的蓄電池的持續充電裝置的結構示意圖4為本發明實施例提供的蓄電池的持續充電裝置的具體結構圖。
其中，附圖標號如下
30控制模塊31直流電源32檢測模塊321電流檢測單兀
322電壓檢測單元 323停止控制單元 324充電控制單元
325RS 觸發器具體實施方式
由於現有的火警系統中，蓄電池壽命通常小於其額定壽命，且蓄電池容量通常很大，才能在有限的時間內浮充充電達到火警系統的要求。有鑑於此，本發明提供一種充電方法，在有限時間內能夠將蓄電池接近充滿，或更優選地能夠延長蓄電池的使用壽命到其額定壽命，以滿足火警系統的需要。
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，以下舉實施例對本發明進一步詳細說明。
在對本發明的方法進行說明前，先簡單介紹一下浮充充電模式和循環充電模式。
浮充充電模式蓄電池和負載永久地並聯地連接直流充電電源,且該直流充電電源的電壓維持常數並小於蓄電池的極限電壓。浮充充電模式用於緊急電源備份系統，當電源出現故障，能立刻使用蓄電池供電，並且蓄電池長期處於浮充狀態。浮充充電模式主要使用鉛酸蓄電池，且用於火警系統。
循環充電模式常用蓄電池的充電方法，先充電再放電。一般採用恆壓充電和/或恆流充電，優點是蓄電池能夠充分發揮其性能，但充電循環的次數有限制。這種充電模式通常用於蓄電池在充電和放電兩種條件下操作的系統。該充電模式並不適用於火警系統。
本發明實施例以火警系統為例，說明其中蓄電池的充電方法，但本發明實施例中提供的蓄電池的充電方法並不僅限於火警系統，還適用於需要緊急備份蓄電池的一切系統。例如醫院的報警系統。
—般而言，對蓄電池的持續充電過程可以大體劃分為三個階段，S卩，快速充電階段、充滿階段和維持階段。在快速充電階段，將蓄電池的容量從幾乎為零充電到接近充滿 (例如，對於浮充充電，為充電到75%的電池容量)。在充滿階段，將蓄電池充滿到滿容量狀態(例如，同樣對於浮充充電，為從75%的電池容量充到大約100%的電池容量)。繼而，在維持階段，對蓄電池充電以維持蓄電池始終處於滿容量狀態(依然對於浮充充電而言，就是不間斷地給電池施加浮充電壓)。
圖Ia示出了根據本發明實施例一提供的對蓄電池持續充電的方法的流程圖。該流程具體包括如下步驟。
SlOl、在快速充電階段使用第一電壓Vl對蓄電池持續充電，該第一電壓Vl大於浮充電壓V2且小於蓄電池極限電壓。在充滿階段依然使用第一電壓Vl對蓄電池持續充電。
在火警系統中，常用蓄電池單元的浮充電壓V2 —般是2. 3V，而蓄電池單元的極限電壓是2. 4V，第一電壓Vl則可選為大於浮充電壓V2且小於等於蓄電池極限電壓。
S104、當在充滿階段使用第一電壓Vl將蓄電池充到滿容量後，充電過程進入維持階段，在此階段，利用浮充電壓V2對蓄電池進行充電，以維持蓄電池始終處於滿容量狀態。
在圖Ia所示的實施例中，由於第一電壓Vl高於浮充電壓，因而使用第一電壓對蓄電池充電可以更快速地使得蓄電池達到滿容量狀態。這樣，就可以滿足例如火警系統關於在有限時間內完成快速充電的要求。同時，在上述實施例中，由於並不是使用第一電壓永久性地給蓄電池充電，所以並不會導致蓄電池因高壓永久性充電而帶來的壽命縮短問題。相反，由於在上述實施例中，在維持階段降為使用浮充電壓對蓄電池充電，因此，圖Ia所示的方法可以有效地加快蓄電池的充電速度，減少蓄電池達到滿容量所需的時間，同時並不會縮短蓄電池的壽命。
圖Ib示出了根據本發明另一個實施例的給蓄電池持續充電的方法流程圖。如圖所示，該方面包括
S101-1 :在快速充電階段使用第一電壓Vl對蓄電池充電，直至接近充滿。
『然後，在充滿階段以間歇方式使用第一電壓Vl對蓄電池充電，直至充滿。這部分操作具體可包括
S102-1、以第一電壓Vl對蓄電池充電；
S102-2、實時檢測蓄電池的當前電壓及充電電流，當該蓄電池的當前電壓達到第一電壓VI,且充電電流小於第一閾值電流11時,停止充電；
S102-3、判斷停止充電的時間是否達到第一預定時間。如果未達到第一預定時間則等待。如果達到第一預定時間，則控制行進到步驟S103，進一步判斷充滿階段是否結束， 如果結束則返回步驟S102-1，重複使用所述第一電壓對所述蓄電池充電。
其中該第一預定時間可以是根據經驗值確定的一段時間，例如幾分鐘到十幾分鐘。或者，該第一預定時間也能夠以停止充電後蓄電池電壓下降的多少來確定。比如，當蓄電池電壓下降到一閾值電壓V3時恢復充電。該閾值電壓V3可低於浮充電壓V2但是需要高於蓄電池的額定電壓，例如2V。優選地，V3可以為2. 2V。
S103 :判斷蓄電池充滿階段是否結束，如果未結束則執行步驟S102-1，否則進入步驟S104，採用浮充電壓V2對蓄電池持續充電。
上述方法中，在步驟SlOl中，使用第一電壓Vl能夠快速對蓄電池進行充電，蓄電池電壓會逐漸升高，當接近第一電壓Vl時，充電電流會逐漸減小。當蓄電池充電到第一電壓VI，並當充電電流小於第一閾值電流Ii時，表示蓄電池接近充滿，例如達到蓄電池容量的75%以上。此時，執行步驟S102-2，使得充電被停止並進入充電休整期。在充電休整期， 電極和電化學反應將全面的得到均衡，使化學反應的速度和充入的電能保持一致，減少和避免在電極表面的氣化、結晶和鈍化。並且在該充電休整期，蓄電池電壓會慢慢降低。當蓄電池電壓降低到V3時，重複使用第一電壓Vl對蓄電池充電，並繼續執行步驟S102-2進行檢測，如此重複，直至完全充滿。
採用上述充電方法，在充電過程中，充電和停止充電會交替進行。由於先採用第一電壓Vl對蓄電池進行充電，使得蓄電池能夠快速充電到接近滿充電，並且當電流過小時， 停止充電，使得能夠減少和避免在電極表面的氣化、結晶和鈍化，減小對蓄電池的損害，且延長蓄電池使用壽命。
優選地，在步驟S102-3的停止充電期間，可以在線測量蓄電池的內阻，並且如果蓄電池的內阻不滿足使用要求，可以及時將蓄電池更新。這樣由於對蓄電池進行了實時監控，使得直到蓄電池性能不滿足要求時，才更換蓄電池，使得蓄電池有可能工作到其最長壽命。並且，在線測量蓄電池的電阻，也可以有助於停止充電期間蓄電池的電壓的降低。
在上述充電-停止的交替進行中，蓄電池會充滿。充滿之後，進入維持階段，此時將第一電壓降低到浮充電壓，採用浮充電壓V2對電池進行充電。這樣，能夠保護電池且進一步延長電池的使用壽命。
此外，如圖Ib所述，為本發明實施例二提供的蓄電池的充電方法的流程圖，與實施例一的不同還在於，在步驟S103中包括判斷充滿階段是否結束。這裡，充滿階段的結束可以有多種判斷方法。比如，在使用所述第一電壓Vl對蓄電池充電的時間達到一預定時間 (第三預定時間)時可以確定充滿階段結束。該預定時間可以根據經驗值確定。或者，當重複使用所述第一電壓對蓄電池充電的次數到達預定次數時也可以確定所述充滿階段結束。 該預定次數同樣可以根據經驗加以確定。
如果在步驟S103中確定充滿階段結束，則執行步驟S104，否則重複執行步驟 S102-1，繼續充電和停止充電交替進行的充滿階段。
這裡，充滿階段結束的條件具體為重複使用第一電壓對蓄電池充電的次數到達預定次數；或者啟動使用第一電壓對蓄電池充電到當前的時長到達的預定時間。重複次數可以是總的充電-停止充電的次數，也可以是自第一個充電休整期之後的重複次數，充電時間可以是自初始充電開始到當前時間的時長，或者自第一個充電休整期之後開始充電到當前時間的時長，具體確定可以根據需要設定。
在步驟S102-3中停止充電後，蓄電池電壓會慢慢降低，當其例如達到V3時，並且充滿階段尚未結束時，控制返回步驟執行到S102-1繼續充電，新的充電過程會重新開始。 充電和停止充電會交替進行。
當上述S102-1 S102-3的步驟執行次數達到預定次數，或者自S101-1開始到當前的時長到達一預定時間，將第一電壓Vl降低到浮充電壓V2，對蓄電池進行永久性充電。
S104、將第一電壓Vl降低到浮充電壓，對蓄電池進行永久性充電。
當上述充電和停止充電的重複次數執行預定次數，或者自充電開始到當前時間到達第二預定時間後，蓄電池會全部充滿，其中，預定次數和所述預定時間，是由用戶根據需要設定，儘量保證執行預定次數或者充電時間到第二預定時間後，蓄電池會全部充滿。蓄電池充滿後，將第一電壓Vl降低到浮充電壓V2，使用浮充電壓V2對蓄電池進行永久性充電， 使得在永久性充電期間，蓄電池是安全的、延長蓄電池使用壽命，且滿足火警系統對緊急備份電源的需要。
其中，將第一電壓Vl降低到浮充電壓V2，對蓄電池進行永久性充電，可以具體為 將第一電壓Vl降低到浮充電壓V2，使用該浮充電壓V2對蓄電池進行浮充充電。這樣後續可以一直使用浮充電壓V2對蓄電池進行不間斷地浮充充電，滿足火警系統的需要。
或者，在將第一電壓Vl降低到浮充電壓V2後，還可以以間歇方式對蓄電池進行充電，其具體為
步驟I)將第一電壓降低到浮充電壓V2，使用浮充電壓V2對蓄電池充電；
步驟2)檢測該蓄電池的當前電壓及充電電流，當蓄電池的電壓達到浮充電壓V2 時，且充電電流小於第二閾值電流12時，停止充電；
其中，第二閾值電流12可以和第一閾值電流Il相同，當然也可以不同，具體可以根據實際的蓄電池需要設定。
步驟3)當滿足設置的對蓄電池繼續充電的條件時，重複上述步驟I)中的使用浮充電壓V2對蓄電池充電直至步驟3)。
步驟1)-3) —直重複進行，對蓄電池進行永久性充電，滿足火警系統的需要，同時由於使用浮充電壓進行邊充電邊停止的充電方式，保證了整個充電過程中蓄電池的安全， 並延長蓄電池使用壽命。
優選地，在維持階段，如果採用步驟I)-步驟3)這種邊充邊停的充電方式，也同樣可以在停止充電到繼續充電期間，即蓄電池停止充電期間，在線測量蓄電池的內阻，並當蓄電池的內阻不滿足使用要求時，及時更換蓄電池。由於對蓄電池進行了實時監控，使得直到蓄電池性能不滿足要求時，才更換蓄電池，使得蓄電池有可能工作到其最長壽命。並且，在線測量蓄電池的電阻，也可以有助於停止充電器蓄電池的電壓的降低。
在上述實施例中，使用的蓄電池為適用於火警系統的能進行浮充充電的蓄電池， 可以具體為鉛酸蓄電池。
如圖2所示，為採用本發明的方法的充電過程中蓄電池的電壓和電流變化曲線圖，其中，粗線是蓄電池電壓曲線，細線是充電電流曲線，其中，O-Tl時間為快速充電階段， 其採用第一電壓Vl充電，當蓄電池電壓逐漸接近Vl時，充電電流逐漸降低，當充電電流降低到第一閾值電流Il時(即Tl點)，停止充電，蓄電池進入充電修正期，蓄電池電壓慢慢降低，當到達T2時間，蓄電池電壓降低到閾值電壓V3，又開始重新充電，當蓄電池電壓又到達 VI，且充電電流又降低到第一閾值電流Il時，又停止充電，如此充電和充電休整一直持續， 直到蓄電池充滿(即達到預定時間T3，或執行預定次數的充電-停止充電)。之後，將第一電壓Vl降低到浮充電壓V2，對蓄電池進行永久性充電。在此階段，也可以執行充電-充電修正的交替過程，且該交替過程一直保持在整個充電期間。
採用上述方法，由於先採用第一電壓Vl對蓄電池進行充電，使得蓄電池能夠快速充電到接近滿充電，並且當電流過小時，停止充電，使得能夠減少和避免在電極表面的氣化、結晶和鈍化，減小對蓄電池的損害，且延長蓄電池使用壽命，並且由於在充滿階段採用充電-停止充電交替進行的充電方式，滿足了火警系統的緊急備用電源的需要。優選地，當將蓄電池充滿後，使用浮充電壓對蓄電池進行永久性充電，能夠保護電池且進一步延長電池的使用壽命。相對於現有的火警系統單純使用浮充充電模式，能夠延長蓄電池的使用壽命，且在有限時間內能夠將蓄電池接近充滿，以滿足火警系統的需要。
本發明實施例還提供一種對蓄電池持續充電的裝置，如圖3所示，具體包括
控制模塊30，電連接到所述蓄電池，用於在所述蓄電池的快速充電階段和充滿階段產生一充電控制信號，以及在維持所述蓄電池電壓的維持階段產生一維持控制信號；
直流電源31，電連接到所述控制模塊和所述蓄電池，其可響應於所述充電控制信號而以第一電壓對蓄電池充電，響應於所述維持控制信號而以蓄電池的浮充電壓對所述蓄電池充電，其中所述第一電壓大於所述浮充電壓且小於等於蓄電池的極限電壓。其中浮充電壓可以通過直流電源內部的電壓變換裝置從第一電壓處獲得。
其中，控制模塊30包括
檢測模塊32，其連接到蓄電池，用於檢測所述蓄電池的當前電壓及充電電流，當在充滿階段所述蓄電池的當前電壓達到所述第一電壓且充電電流小於第一閾值電流時，產生一停止控制信號以停止所述直流電源31對所述蓄電池充電；當檢測到的所述蓄電池的當前電壓低於閾值電壓時，產生一個充電控制信號，以使得所述直流電源31繼續對所述蓄電池充電。
優選地，所述檢測模塊32還用於當在維持階段所述蓄電池的當前電壓達到浮充電壓時，且充電電流小於第二閾值電流時，產生所述停止控制信號以停止所述直流電源31 對所述蓄電池充電，當檢測到的所述蓄電池的當前電壓低於閾值電壓時，產生一個充電控制信號，以使得直流電源31繼續對所述蓄電池充電。
其中，所述控制模塊30包括計時模塊，用於從發出所述充滿控制信號起開始計時，在到達一預定時間後發出所述維持控制信號。
優選地，當控制模塊30中包括檢測模塊32時，所述控制模塊30還包括計數模塊，用於對所述停止控制信號或所述充電控制信號進行計數，且在計數值達到預定值時產生所述維持控制信號。
採用上述裝置，能夠快速將蓄電池充滿，從而在有限時間內就能夠使蓄電池接近充滿，能夠滿足火警系統的要求。此外，由於充電時間得以縮短，使用小容量的蓄電池同樣可以實現快速充滿的目的。
如圖4所示，為充電裝置的具體結構圖，其中
檢測模塊32可以通過取樣電阻R檢測蓄電池的電流，則直流電源31與蓄電池之間連接有取樣電阻R，並且檢測模塊32具體包括
電流檢測單元321，連接到取樣電阻R兩端，用於檢測流過取樣電阻的充電電流；
電壓檢測單元322，連接到蓄電池，用於檢測蓄電池的當前電壓；
停止控制單元323，連接到電流檢測單元321和電壓檢測單元322，用於當所述蓄電池的當前電壓達到第一電壓，且充電電流小於第一閾值電流時，產生一停止控制信號以停止直流電源31對所述蓄電池充電；
充電控制單元324，用於當蓄電池的當前電壓低於閾值電壓時，產生一個充電控制信號，以使得直流電源31繼續對蓄電池充電。
其中，停止控制單元323，輸入端連接到電流檢測單元321和電壓檢測單元322，輸出端可以直接連接到直流電源32 ；
充電控制單元324輸入端連接到電壓檢測單元322，輸出端可以直接連接到直流電源31 ;控制直流電源繼續對蓄電池充電。
優選地，停止控制單元323和充電控制單元324可以通過RS觸發器325控制直流電源停止供電或繼續供電，則檢測模塊32還包括
RS觸發器325，則停止控制單元323和充電控制單元324分別連接到RS觸發器的 R和S端，並且RS觸發器的輸出Q端連接到直流電源，當蓄電池電壓大於等於第一電壓，且充電電流小於第一閾值電流11時，停止控制單元323將通過RS觸發器斷開充電電路，控制直流電源31停止充電；當所述蓄電池的當前電壓低於閾值電壓時，充電控制單元324通過 RS觸發器接通充電電路，控制直流電源31繼續對蓄電池充電。
優選地，在直流電源31和蓄電池的正極之間還連接有二極體，當電流自直流電源 31流向蓄電池時，二極體導通，當蓄電池電壓高於直流電源31時，二極體截止，這樣能夠避免蓄電池倒充。
當然，在上述裝置中，還可以包括測量模塊，可以在充電停止時，在線測量蓄電池的內阻。
當然，本領域技術人員根據上述描述可以採用多種電路結構實現控制模塊、檢測模塊以及測量模塊的功能，這裡不再一一贅述。
本發明實施例還提供一種機器可讀的存儲介質，存儲有用於使一機器執行本發明實施例的上述方法的指令。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種對蓄電池持續充電的方法，該方法包括在快速充電階段和充滿階段，使用第一電壓對蓄電池充電，所述第一電壓(VI)大於所述蓄電池的浮充電壓且小於等於所述蓄電池的極限電壓；在維持階段，使用浮充電壓(V2)對所述蓄電池充電，以維持所述蓄電池處於滿容量狀態。
2.如權利要求I所述的方法，其中，在充滿階段使用第一電壓對蓄電池充電的步驟包括以間歇方式使用第一電壓(VI)對所述蓄電池充電。
3.如權利要求2所述的方法，其中，所述以間歇方式使用第一電壓(Vl)對所述蓄電池充電的步驟包括使用所述第一電壓(VI)對所述蓄電池充電；檢測所述蓄電池的當前電壓及充電電流，當所述蓄電池的當前電壓達到所述第一電壓，且充電電流小於第一閾值電流時，停止充電；在停止充電的時間達到第一預定時間(Tl T2)後，重複使用所述第一電壓對所述蓄電池充電。
4.如權利要求3所述的方法，其中，所述第一預定時間(Tl T2)為所述蓄電池的當前電壓下降到閾值電壓(V3)的時間，所述閾值電壓(V3)低於所述蓄電池的浮充電壓且高於蓄電池的額定電壓。
5.如權利要求I所述的方法，其中，在所述維持階段，使用所述蓄電池的浮充電壓(V2) 對所述蓄電池充電的步驟包括以間歇方式使用所述浮充電壓(V2)對所述蓄電池充電。
6.如權利要求5所述的方法，其中所述使用蓄電池的浮充電壓(V2)以間歇方式對所述蓄電池充電的步驟包括使用所述蓄電池的浮充電壓(V2)對蓄電池充電；檢測所述蓄電池的當前電壓及充電電流，當所述蓄電池的當前電壓達到所述浮充電壓 (V2)時，且充電電流小於第二閾值電流時，停止充電；在停止充電的時間達到第二預定時間後，重複使用所述浮充電壓對所述蓄電池進行充電。
7.如權利要求6所述的方法，其中所述第二預定時間為所述蓄電池的當前電壓下降到所述閾值電壓(V3)的時間。
8.如權利要求I所述的方法，其中，在使用所述第一電壓(Vl)對蓄電池充電的時間達到第三預定時間(T3)時充滿階段結束。
9.如權利要求2所述的方法，其中，當間歇性使用所述第一電壓對蓄電池進行重複充電的次數到達預定次數時所述充滿階段結束。
10.如權利要求3或6所述的方法，還包括在停止充電期間，在線測量所述蓄電池的內阻，並且當所述蓄電池的內阻不滿足使用要求時，更換所述蓄電池。
11.一種對蓄電池持續充電的裝置，所述裝置包括控制模塊(30)，電連接到所述蓄電池，用於在所述蓄電池的快速充電階段和充滿階段產生一充電控制信號，以及在維持所述蓄電池滿容量的維持階段產生一維持控制信號；直流電源(31)，電連接到所述控制模塊和所述蓄電池，其可響應於所述充電控制信號而以第一電壓(Vl)對蓄電池充電，響應於所述維持控制信號而以蓄電池的浮充電壓(V2) 對所述蓄電池充電，其中所述第一電壓(Vl)大於所述浮充電壓(V2)且小於等於蓄電池的極限電壓。
12.如權利要求11所述的裝置，其中，所述控制模塊(30)包括檢測模塊(32)，其連接到蓄電池，用於檢測所述蓄電池的當前電壓及充電電流，當在充滿階段所述蓄電池的當前電壓達到所述第一電壓(Vl)且充電電流小於第一閾值電流(Il) 時，產生一停止控制信號以停止所述直流電源(31)對所述蓄電池充電；當檢測到的所述蓄電池的當前電壓低於閾值電壓(V3)時，產生所述充電控制信號，以使得直流電源繼續對所述蓄電池充電。
13.如權利要求12所述的裝置，其中，所述檢測模塊(32)還用於當在維持階段所述蓄電池的當前電壓達到浮充電壓(V2)時，且充電電流小於第二閾值電流(12)時，產生所述停止控制信號以停止所述直流電源(31)對所述蓄電池充電，當檢測到的所述蓄電池的當前電壓低於閾值電壓(V3)時，產生所述充電控制信號，以使得直流電源繼續對所述蓄電池充電。
14.如權利要求11所述的裝置，其中所述控制模塊(30)包括計時模塊，用於從首次發出所述充電控制信號起開始計時，在到達一預定時間後發出所述維持控制信號。
15.如權利要求12所述的裝置，其中所述控制模塊(30)還包括計數模塊，用於對所述停止控制信號進行計數，且在計數值達到預定值時產生所述維持控制信號。
16.—種機器可讀的存儲介質,其特徵在於,存儲有用於使一機器執行根據權利要求 1-10中任一所述的方法的指令。
全文摘要
本發明公開了一種對蓄電池持續充電的方法和裝置。該方法包括在快速充電階段和充滿階段，使用第一電壓對蓄電池充電，所述第一電壓大於所述蓄電池的浮充電壓且小於等於所述蓄電池的極限電壓；在維持階段，使用浮充電壓對所述蓄電池充電，以維持所述蓄電池處於滿容量狀態。使用該方法，能夠快速將蓄電池充滿，從而在有限時間內就能夠使蓄電池接近充滿，能夠滿足火警系統的要求。
文檔編號H02J7/00GK102938477SQ20111023398
公開日2013年2月20日 申請日期2011年8月15日 優先權日2011年8月15日
發明者趙海防, 郭偉, 黃健, 王海鵬, 董瑋 申請人:西門子公司