廢舊鉛酸電池修復機的製作方法
2023-05-03 17:13:16
專利名稱：廢舊鉛酸電池修復機的製作方法
技術領域：
本發明是關於蓄電池的修復，特別是關於用由正負脈衝組成的組合脈衝對廢舊鉛酸電池進行修復的設備。
背景技術：
鉛酸電池自一八五九年誕生至今已一百多年，作為一種直流電源或電能的儲能裝置，鉛酸電池已廣泛地在交通運輸、照明、通訊等領域中應用。特別是現今，世人對環境汙染問題培加關注，飽受燃油交通工具尾氣排放之害的城鎮居民和交通管理人員迫切希望有「綠色能源」來替代燃油，近年來電動自行車的長足發展就是在這種形勢下產生的，而且各大汽車商也在積極研製和開發各種電動汽車。電能當然比用汽、柴油燃燒產生的熱能幹淨，但問題出在電的載體—蓄電池上。目前作為動力用的蓄電池主要還是鉛酸電池，按有關規定，鉛酸電池當其實際容量降至額定容量的60％以下時，應報廢更換。按此標準，從新電池開始，經200次左右的循環充放電後，就得更換新電池，即鉛酸電池的使用壽命僅在0.5～1年左右。這大量報廢的鉛酸蓄電池對環境的汙染將造成極大的危害。為此提高鉛酸電池的使用壽命和使大量已報廢的廢舊鉛酸電池再生利用成為電池業界迫切需要加以解決的技術問題。本申請的發明人經多年的研究和實驗，認為造成目前鉛酸電池使用壽命短的關鍵問題在於目前普遍使用的以恆壓或恆流的正向充電方法，不能將電極板上的硫酸鉛100％的還原成海棉狀的活性鉛所致；並提出了以一定佔空比的正負脈衝組成的組合脈衝的充電方法和相應的充電設備，並作了相應的專利申請。這種利用負脈衝對鉛酸電池瞬間的反向充電，能有效地配合正脈衝將結晶的硫酸鉛幾乎全部轉換成活性鉛，因此可顯著地將鉛酸電池的使用壽命提高到600次左右的充放電；並對容量下降的舊電池也有修復功能，使其容量恢復提高。但目前這種使用組合脈衝方法的充電設備，它對容量降至60％額定容量以下已嚴重呈結晶硫酸鉛的鉛酸電池修復時間太長，一般為3～4天，甚至有1～2周的；而且對已短路的鉛酸電池無能為力。
發明內容
本發明的目的在於提供一種廢舊鉛酸電池修復機，解決具有正負脈衝的組合脈衝來快速修復容量低於額定容量60％以下及短路的鉛酸電池的技術問題。
本發明解決上述技術問題的技術方案如下一種廢舊鉛酸電池修復機，包含由整流二極體、觸發二極體、可控矽、電源變壓器組成的正負脈衝發生電路，和主要由555型集成塊、穩壓二極體、電阻電容組成的時基電路，其特徵在於設置有包含電阻R22～25、電容C10、可變電阻RW2～3、二極體D5、穩壓二極體DW3、三極體BG1和繼電器J1的修復電路和包含電容R30、電容C14～15、二極體D9的短路激活電路；該修復電路的可變電阻RW3一端通過繼電器J1的常閉觸點和電阻22與正負脈衝發生電路輸出端相連，另一端分別與正極接線端a1、繼電器J1、電容C10、可變電阻RW3的一端以及二極體D5的陰極相連，三極體BG1的集電極分別與繼電器J1、電容C10的另一端以及二極體D5的陽極相連，基極通過電阻R23和穩壓二極體DW3與可變電阻RW2可變端相連，發射極通過電阻R25分別與可變電阻RW2另一端、負極連接端b1相連，電阻R24一端與繼電器J1的吸合觸點、另一端和負極接線端b1相連；該短路激活電路串接的二極體D9和電阻R30、電容C14和15並聯後一端與正負脈衝發生電路輸出端相連，另一端與正極接線端a2相連。
所述的廢舊鉛酸電池修復機，其特徵在於設置有由按鈕開關導通交流電源的常開式繼電器，該常開式繼電器的一對觸點串接在短路激活電路與正極接線端a2之間。
所述的廢舊鉛酸電池修復機，其特徵在於該修復電路中與三極體BG1發射極連接的電阻R25可為正溫度係數熱敏電阻。
所述的廢舊鉛酸電池修復機，其特徵在於該修復電路中可以在電阻R22二端並聯設置有由串聯的電阻和發光二極體組成的負脈衝顯示電路，以及在正負接線端a1、b1間設置有串接的電阻和發光二極體組成的充電顯示電路。
所述的廢舊鉛酸電池修復機，其特徵在於該修復電路中可以在正負極接線端a1、b1間設置有電壓表，在可變電阻RW3與正極接線端a1間設置有電流表。
所述的廢舊鉛酸電池修復機，其特徵在於可並聯設置有若干組修復電路。
所述的廢舊鉛酸電池修復機，其特徵在於設置有交流繼電器J2，該交流繼電器通過該修復電路中的繼電器J1的吸合觸點串接在市電的二個輸出端之間，其動臂上的觸點與該修復電路中的可變電阻RW3的一端相連，其常閉觸點與電阻22一端相連，其吸合觸點與電阻R24一端相連。
本發明具有下述優點1.可以對容量降至額定容量20～60％的鉛酸電池進行修復，修復率可達90％以上。
2.可以對短路鉛酸電池進行激活修復，修復率也可達90％以上。
3.修復時間短，修復一組12V的廢舊鉛酸電池的時間小於10小時。
4.修復後的廢舊鉛酸電池的容量為其額定容量的80％～115％。
5.經本發明修復後的鉛酸電池，其使用壽命可達200次左右，若使用以正負脈衝組合的組合脈衝充電機充電，其運行壽命可達600次左右。
6.延長了鉛酸電池使用壽命，減少了報廢率，同時也大大減輕了廢舊鉛酸電池對環境造成的汙染和治理費用。
圖1是本發明的電路結構示意圖。
圖2是本發明使用交流繼電器控制修復電路觸點的電路圖。
具體實施例方式為對本發明有深入的理解，現以實施例結合附圖對本發明作詳細描述。
請參閱圖1所示，本發明包含正負脈衝發生電路1和時基電路2。正負脈衝發生電路1由電源變壓器B、二極體D1～2、觸發二極體2CT、可控矽3CT1～3、電阻R1～2和R11～12、可變電阻RW1和電容C1組成。時基電路2主要由555型集成塊IC1～3、穩壓二極體DW1～2、電阻R3～10、電容C3～9組成。時基電路2由電源變壓器B的二個次級線圈L4和L5經二極體D3和D4整流、並聯的電容C2旁路後，獲得穩定的直流電位。該時基電路2通過高頻變壓器B1和B2與正負脈衝發生電路1相關連，其中高頻變壓器B1的初級線圈L6作為時基電路2的集成塊IC2的輸出，通過其串接在正負脈衝發生電路1的可控矽3CT1控制極與陰極間的次級線圈L7來控制正脈衝開通時間；高頻變壓器B2的初級線圈L8作為時基電路2的集成塊IC3的輸出，通過其串接在正負脈衝發生電路1的可控矽3CT2控制極與陰極間的次級線圈L9來控制負脈衝開通時間；即由時基電路2來確定每一個組合脈衝周期內，正負脈衝的佔空比。與可控矽3CT2陽極連接的電阻R11的一端引出線K和電源變壓器B次級線圈L2與L3連接端的引出接線O為正負脈衝發生電路1的二個輸出點。
本發明設置有與上述正負脈衝發生電路1的二個輸出點K、O連接的修復電路3。該修復電路3與包含有電阻R22～25、電容C10、可變電阻RW2～3、二極體D5、穩壓二極體DW3、三極體BG1和繼電器J1。其中，可變電阻RW3一端通過繼電器J1動臂上的觸點和常閉觸點J1-1、電阻22與正負脈衝發生電路1的一個輸出點K連接，另一端分別與繼電器J1、電容C10、可變電阻RW2的一端，正極接線端a1以及二極體D5的陰極相連；三極體BG1的集電極分別與繼電器J1、電容C10的另一端以及二極體D5陽極相連，基極通過串連的電阻R23和穩壓二極體DW3與可變電阻RW2可變端相連，發射極通過電阻R25分別與可變電阻RW2另一端、負極連接端b1以及正負脈衝發生電路1的另一輸出點O相連；電阻R24一端與繼電器J1的吸合觸點J1-2相連，另一端與負極連接端b1相連。
待修復的鉛酸電池E則連接在正極接線端a1和負極接線端b1之間。當時基電路2導通可控矽3CT1時，正脈衝由正負脈衝發生電路1中的二極體D1和D2整流、經可控矽3CT1、電阻R12從K點輸出，再經修復電路3的電阻R22、繼電器J1常閉觸點J1-1、可變電阻RW3、正極接線端a1向待修復的鉛酸電池E正向充電，為顯示該正脈衝充電，在正極接線端a1與負極接線端b1之間可設置有串接的電阻R26和發光二極體LD1的充電顯示電路。當時基電路2按設定的佔空比翻轉關閉可控矽3CT1而開通可控矽3CT2時，負脈衝從正負脈衝發生電路1的一個輸出點O經負極接線端b1、鉛酸電池E、正極接線端a1、可變電阻RW3、電阻R22、正負脈衝發生電路1的一個輸出點K、電阻R11、可控矽3CT2～3、電源變壓器B，對待修鉛酸電池E反向充電。為顯示該負脈衝，在電阻22的二端串接有電阻R21和發光二極體LD2的負脈衝顯示電路。為顯示上述正負脈衝的電流大小，在可變電阻RW3與正極接線端a1之間設置有雙向直流電流表M1。該電流大小可通過可變電阻RW3來調節。待修鉛酸電池E充電後電壓升高至一定值後，由可變電阻RW2取樣，再經穩壓二極體DW3限壓送至三極體BG1基極進行電流放大，使繼電器J1通電將動臂吸合與常閉觸點J1-1分開，而與吸合觸點J1-2接觸，鉛酸電池E則經可變電阻RW3、電阻R24放電。為顯示該放電過程，在電阻R24兩端串接有由電阻R27和發光二極體LD3組成的放電顯示電路。該放電按0.33C進行，放電深度為70％。待鉛酸電池E電壓降至一定值後，三極體BG1截止，繼電器J1失電，又恢復常閉狀態，正負脈衝自行又向鉛酸電池E充電。充、放電的電壓可由設置在正負接線端a1、b1間的電壓表M2顯示。為了使三極體BG1獲得穩定的放大電流，其發射極上串聯的電阻R25可為正溫度係數熱敏電阻。上述的充、放電過程自行反覆進行，每充、放電一次，廢舊鉛酸電池的容量增加一次，直至待修鉛酸電池的容量恢復至不再繼續增加為止。
本發明設置有包含二極體D9、電阻R30、電容C14和15的短路激活電路4，用以修復短路的廢舊鉛酸電池。該短路激活電路5的二極體D9和電阻R30串接，電容C14和電容C15反相串接，然後將該二串接的電路並聯，該並聯後的電路一端與正負脈衝發生電路1的一個輸出口K相連，另一端分別通過繼電器JK的一組常開觸點JK-2、保險器BOX2與正極接線端a2相連。負極接線端b2則與正負脈衝發生電路1的另一輸出點O相連。交流常開式繼電器JK的線圈通過按鈕AN與市電交流(200伏、50赫芝)的二輸出端相連。待修鉛酸電池E置於正負極接線端a2、b2之間，按下按鈕AN導通常開式繼電器JK後，電容C14和C15使正負脈衝形成瞬間大電流放電，使電池短路成為開路，將報廢的短路電池激活，然後再將其移至修復電路3進行修復。
本發明可以在正負脈衝發生電路1的二個輸出口K、O之間並行設置有若干修復電路3，甚至可以連接若干包含修復電路3和短路激活電話4的修復分機，只要該正負脈衝發生電路1具有足夠的輸出功率即可。由於輸出功率大，電子原器件的發熱量大，本實用新型還可以設置有直流風扇MD以散熱降溫。
此外，本發明還可以設置有交流繼電器J2(參見圖2)。該交流繼電器2的動臂上的觸點與修復電路3中可變電阻RW3的一端相連接，其常閉觸點J2-1與電阻R22一端相連，吸合觸點J2-2與電阻R24相連，線圈則通過繼電器J1的一對吸合觸點J1-2』與市電相連。當修復電路3的繼電器J1得電吸合時，交流繼電器J2將可變電阻RW3與電阻R22斷開停止充電，而與電阻R24接通，使鉛酸電池E放電。
權利要求
1.一種廢舊鉛酸電池修復機，包含由整流二極體、觸發二極體、可控矽、電源變壓器組成的正負脈衝發生電路，和主要由555型集成塊、穩壓二極體、電阻電容組成的時基電路，其特徵在於設置有包含電阻R22～25、電容C10、可變電阻RW2～3、二極體D5、穩壓二極體DW3、三極體BG1和繼電器J1的修復電路和包含電容R30、電容C14～15、二極體D9的短路激活電路；該修復電路的可變電阻RW3一端通過繼電器J1的常閉觸點和電阻22與正負脈衝發生電路輸出端相連，另一端分別與正極接線端a1、繼電器J1、電容C10、可變電阻RW3的一端以及二極體D5的陰極相連，三極體BG1的集電極分別與繼電器J1、電容C10的另一端以及二極體D5的陽極相連，基極通過電阻R23和穩壓二極體DW3與可變電阻RW2可變端相連，發射極通過電阻R25分別與可變電阻RW2另一端、負極連接端b1相連，電阻R24一端與繼電器J1的吸合觸點、另一端和負極接線端b1相連；該短路激活電路串接的二極體D9和電阻R30、電容C14和15並聯後一端與正負脈衝發生電路輸出端相連，另一端與正極接線端a2相連。
2.根據權利要求1所述的廢舊鉛酸電池修復機，其特徵在於設置有由按鈕開關導通交流電源的常開式繼電器，該常開式繼電器的一對觸點串接在短路激活電路與正極接線端a2之間。
3.根據權利要求1所述的廢舊鉛酸電池修復機，其特徵在於該修復電路中與三極體BG1發射極連接的電阻R25可為正溫度係數熱敏電阻。
4.根據權利要求1所述的廢舊鉛酸電池修復機，其特徵在於該修復電路中可以在電阻R22二端並聯設置有由串聯的電阻和發光二極體組成的負脈衝顯示電路，以及在正負接線端a1、b1間設置有串接的電阻和發光二極體組成的充電顯示電路。
5.根據權利要求1所述的廢舊鉛酸電池修復機，其特徵在於該修復電路中可以在正負極接線端a1、b1間設置有電壓表，在可變電阻RW3與正極接線端a1間設置有電流表。
6.根據權利要求1所述的廢舊鉛酸電池修復機，其特徵在於可並聯設置有若干組修復電路。
7.根據權利要求1所述的廢舊鉛酸電池修復機，其特徵在於設置有交流繼電器J2，該交流繼電器通過該修復電路中的繼電器J1的吸合觸點串接在市電的二個輸出端之間，其動臂上的觸點與該修復電路中的可變電阻RW3的一端相連，其常閉觸點與電阻22一端相連，其吸合觸點與電阻R24一端相連。
全文摘要
一種廢舊鉛酸電池修復機，包含正負脈衝發生電路、時基電路，設置有修復電路和短路激活電路；該修復電路可變電阻RW3一端經繼電器J1常閉觸點、電阻22與正負脈衝發生電路輸出端相連，另一端分別與正極接線端a1、繼電器J1、電容C10、可變電阻RW3的一端以及二極體D5陰極相連，三極體BG1集電極分別與繼電器J1、電容C10另一端以及二極體D5陽極相連，基極經電阻R23、穩壓二極體DW3與可變電阻RW2可變端相連，發射極經電阻R25分別與可變電阻RW2另一端、負極連接端b1相連，電阻R24二端分別與繼電器J1吸合觸點、負極接線端b1相連；該短路激活電路串接的二極體D9和電阻R30、電容C14和15並聯後二端分別與正負脈衝發生電路輸出端、正極接線端a2相連。本發明解決用正負組合脈衝快速修復容量低於額定容量60％以下及短路的鉛酸電池的技術問題。
文檔編號H01M10/54GK1545163SQ20031010891
公開日2004年11月10日 申請日期2003年11月27日 優先權日2003年11月27日
發明者蘇永貴 申請人:蘇州市安珀電器有限公司