一種中容量免維護(hù)蓄電池的充放電維護(hù)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種中容量免維護(hù)蓄電池的充放電維護(hù)方法，采集蓄電池的電壓、電流及表面溫度，根據(jù)采集的這些數(shù)據(jù)對(duì)蓄電池的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，防止蓄電池過(guò)充電或過(guò)放電，從而延長(zhǎng)蓄電池的工作壽命，節(jié)約成本。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種中容量免維護(hù)蓄電池的充放電維護(hù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及蓄電池的維護(hù)，特別是一種中容量免維護(hù)蓄電池的充放電維護(hù)方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]支持配電自動(dòng)化功能的開(kāi)關(guān)設(shè)備、配電終端均分散在廣闊的各個(gè)配電線路上，其電動(dòng)操作及設(shè)備運(yùn)行需要的電能在配電線路有電時(shí)由電壓互感器提供，配電線路無(wú)電時(shí)則由后備電源提供，由于電動(dòng)操作需要能量大且安裝空間有限、數(shù)量眾多，故目前在配電自動(dòng)化領(lǐng)域一般選用具有能效比大、成本較低的免維護(hù)中容量鉛酸蓄電池作為其后備電源。
[0003]但是，免維護(hù)中容量鉛酸蓄電池運(yùn)行維護(hù)隨著配電自動(dòng)化的推廣使用也有其不利的一面，如:
蓄電池安裝在室外，其運(yùn)行環(huán)境惡劣，運(yùn)行溫度隨季節(jié)、天氣變化而變動(dòng)，高低溫變化幅度大；
蓄電池充電方式多采用在電源模塊中通過(guò)集成芯片實(shí)現(xiàn)的簡(jiǎn)單固定不變的恒流、恒壓、活化方式，未能根據(jù)電池實(shí)際運(yùn)行情況作出最佳的控制，從而導(dǎo)致電池過(guò)充；
蓄電池在沒(méi)有交流電源輸入時(shí)，有電就放，導(dǎo)致電池過(guò)放。
[0004]由于配電設(shè)備在地域上分散安裝，分布廣、量大，運(yùn)維配置人員又少，導(dǎo)致蓄電池運(yùn)行監(jiān)視困難、維護(hù)難等，使得蓄電池實(shí)際運(yùn)行壽命遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)壽命。蓄電池維護(hù)困難、失效后又無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)，從而影響到了配電自動(dòng)化實(shí)用化的推廣，合理有效地監(jiān)控蓄電池的充放電過(guò)程及對(duì)電池健康狀況的評(píng)估，延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命對(duì)提高配電可靠性具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種中容量免維護(hù)蓄電池的充放電維護(hù)方法,防止蓄電池過(guò)放電或過(guò)充電,延長(zhǎng)蓄電池的壽命。
[0006]本發(fā)明解決其問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
一種中容量免維護(hù)蓄電池的充放電維護(hù)方法，其特征在于，包括蓄電池充電時(shí)的維護(hù)步驟及蓄電池放電時(shí)的維護(hù)步驟，所述充電時(shí)的維護(hù)步驟包括:
(1)檢測(cè)蓄電池電壓Uo及其表面溫度T，如果Uo大于浮充電壓Uf，則進(jìn)入步驟(4)，否貝1J，進(jìn)入步驟(2)；
(2)對(duì)蓄電池進(jìn)行恒流充電，在充電的同時(shí)，若檢測(cè)到的蓄電池端電壓Uo達(dá)到設(shè)定值Ul時(shí)，則進(jìn)入步驟(3)；
(3)以恒定電壓U2對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，同時(shí)根據(jù)檢測(cè)到的蓄電池的表面溫度T調(diào)整恒定電壓U2的大小，當(dāng)充電過(guò)程符合設(shè)置條件時(shí)，則進(jìn)入步驟(4)；
(4)以浮棄電壓Uf對(duì)蓄電池進(jìn)行浮充充電，同時(shí)根據(jù)檢測(cè)到的蓄電池的表面溫度T調(diào)整浮充電壓Uf的大??；
所述放電時(shí)的維護(hù)步驟包括:檢測(cè)蓄電池的電壓Uo、電流1和表面溫度T,若表面溫度T符合小于設(shè)定的最低溫度或大于設(shè)定的最高溫度的條件時(shí)，自動(dòng)斷開(kāi)蓄電池的放電回路，當(dāng)表面溫度T不符合上述條件時(shí)，自動(dòng)恢復(fù)放電回路；或者，若電流1大于短路電流設(shè)定值Idl且持續(xù)時(shí)間大于設(shè)定值Tdl，則自動(dòng)斷開(kāi)放電回路；或者，若電壓Uo小于設(shè)定的最高臨界值Ulj且電流1小于短路電流定值Idl，則自動(dòng)斷開(kāi)放電回路。
[0007]所述步驟(3)中，根據(jù)檢測(cè)到的蓄電池的表面溫度T調(diào)整恒定電壓U2的大小具體為:
當(dāng)表面溫度T大于等于5°C且小于等于35°C時(shí)，則保持恒定電壓U2大小不變；當(dāng)表面溫度T大于(TC小于5°C或者大于35°C小于40°C時(shí)，電壓U2以公式U2 = U2-K (T-20°C)V進(jìn)行變化，其中K為蓄電池的系數(shù)。
[0008]所述步驟(3)中，當(dāng)充電過(guò)程中符合以下設(shè)置條件時(shí)，則進(jìn)入步驟(4):
檢測(cè)到的蓄電池的電流1小于0.0lC ;或者
恒壓充電時(shí)間t大于設(shè)定值Tzd ;或者 蓄電池的電壓Uo在單位時(shí)間內(nèi)的增大值大于設(shè)定值△ Uzd。
[0009]所述步驟(4)中，根據(jù)檢測(cè)到的蓄電池的表面溫度T調(diào)整浮充電壓Uf的大小具體為:
當(dāng)表面溫度T大于等于0°C且小于等于40°C時(shí)，保持浮充電壓Uf的大小不變；
當(dāng)表面溫度T小于0°C或者大于40°C時(shí)，則調(diào)整浮充電壓Uf為0V，停止充電。
.[0010]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明采用一種中容量免維護(hù)蓄電池的充放電維護(hù)方法，采集蓄電池的電壓、電流及表面溫度，根據(jù)采集的這些數(shù)據(jù)對(duì)蓄電池的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，防止蓄電池過(guò)充電或過(guò)放電，從而延長(zhǎng)蓄電池的工作壽命，節(jié)約成本。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0012]圖1是本發(fā)明所述恒壓恒流充電時(shí)的線性示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]本發(fā)明提供了一種中容量免維護(hù)蓄電池的充放電維護(hù)方法，包括對(duì)蓄電池進(jìn)行充電時(shí)的維護(hù)方法及蓄電池放電時(shí)的維護(hù)方法。
[0014]對(duì)蓄電池進(jìn)行充電時(shí)，參照?qǐng)D1所示，最初是從圖中的A點(diǎn)對(duì)蓄電池通過(guò)恒定電流進(jìn)行充電，伴隨充電的進(jìn)行，蓄電池的電壓上升，當(dāng)其電壓達(dá)到B點(diǎn)時(shí)，則進(jìn)行恒壓充電，隨著充電的時(shí)行，蓄電池的電流逐漸減小，最終電流減少到C點(diǎn)變成微電流，此時(shí)C點(diǎn)的電流大小約為0.01C,實(shí)用應(yīng)用當(dāng)中，當(dāng)蓄電池的充電電流小于0.0lC時(shí)視為電池充電完成，若此時(shí)依然以原電壓繼續(xù)長(zhǎng)時(shí)間充電，則造成過(guò)充電，將折損電池的壽命。同時(shí)，蓄電池表面溫度的變化也會(huì)對(duì)蓄電池的壽命造成影響，本發(fā)明結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，解決過(guò)充電及溫度對(duì)蓄電池壽命的影響，延長(zhǎng)蓄電池的壽命，減少蓄電池更換次數(shù)，降低相應(yīng)的電力設(shè)備成本。
[0015]所述對(duì)蓄電池進(jìn)行充電時(shí)的維護(hù)方法包括步驟:
(I)檢測(cè)蓄電池電壓Uo及其表面溫度T，如果Uo大于浮充電壓Uf，即圖1中所示C點(diǎn)時(shí)的電壓，則進(jìn)入步驟(4)，否則，進(jìn)入步驟(2 );
(2)對(duì)蓄電池進(jìn)行恒流充電，在充電的同時(shí)，若檢測(cè)到的蓄電池端電壓Uo達(dá)到設(shè)定值Ul時(shí)，即圖1中所示B點(diǎn)時(shí)的電壓，則進(jìn)入步驟(3)；
(3)以恒定電壓U2對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，同時(shí)根據(jù)檢測(cè)到的蓄電池的表面溫度T調(diào)整恒定電壓U2的大小，當(dāng)充電過(guò)程符合設(shè)置條件時(shí)，則進(jìn)入步驟(4)；
(4)以浮棄電壓Uf對(duì)蓄電池進(jìn)行浮充充電，同時(shí)根據(jù)檢測(cè)到的蓄電池的表面溫度T調(diào)整浮充電壓Uf的大小；
在所述步驟(3)中，根據(jù)檢測(cè)到的蓄電池的表面溫度T調(diào)整恒定電壓U2的大小具體為:當(dāng)表面溫度T大于等于5°C且小于等于35°C時(shí)，則保持恒定電壓U2大小不變；當(dāng)表面溫度T大于(TC小于5°C或者大于35°C小于40°C時(shí)，電壓U2以公式U2 = U2-K (T-20°C)V進(jìn)行變化，其中K為蓄電池的系數(shù)。此處所設(shè)置的溫度值是根據(jù)具體的實(shí)際應(yīng)用所設(shè)定，實(shí)際應(yīng)用以20°C為蓄電池工作的最佳溫度值，當(dāng)蓄電池的表面溫度在20°C上下變動(dòng)時(shí)，根據(jù)不同情況，則需要調(diào)整充電電壓的大小。目前，蓄電池以2.40?2.50V/單格(20°C時(shí)的設(shè)定值)進(jìn)行定電壓充電，蓄電池恒壓充電時(shí)的電壓值U2 = 28.8V，以20°C作為為中間界，上下變動(dòng)15°C，蓄電池的表面溫度T大于等于5°C且小于等于35°C時(shí)，說(shuō)明蓄電池的表面溫度正常，以恒壓28.8V進(jìn)行充電，否則，若表面溫度T大于0°C小于5°C或者大于35°C小于40°C時(shí)，說(shuō)明蓄電池的溫度已經(jīng)不利于繼續(xù)恒壓充電，以20°C為起點(diǎn)，每變化一度充電電壓調(diào)整-4mV/單格，調(diào)整充電電壓U2的值，使其以公式U2 = U2_K (T_20°C )V進(jìn)行變化，通常K值為0.48，因此，U2 = 28.8 — 0.48 (T — 20°C)V。對(duì)蓄電池進(jìn)行恒壓充電時(shí)，若檢測(cè)到蓄電池的電流1小于0.01C，則說(shuō)明蓄電池已經(jīng)充電完成，則需要轉(zhuǎn)入浮充充電，即進(jìn)入步驟(4);實(shí)際應(yīng)用中，若恒壓充電的時(shí)間t大于設(shè)定值Tzd或蓄電池的電壓Uo在單位時(shí)間內(nèi)的增大值大于設(shè)定值A(chǔ)Uzd時(shí)，同樣表明蓄電池充電完成，則需要轉(zhuǎn)入步驟(4)進(jìn)入浮充階段。
[0016]在所述步驟(4)中，通常浮充電壓Uf以2.275V/單格(20°C時(shí)的設(shè)定值)進(jìn)行充電，蓄電池的表面溫度T在0°C以下或40°C以上時(shí)，需對(duì)充電電壓進(jìn)行修正，以20V為起點(diǎn)，每變化一度，單格電壓變化_3mV，則當(dāng)表面溫度T大于等于0°C且小于等于40°C時(shí)，保持浮充電壓Uf的大小不變，以28.8V進(jìn)行充電；當(dāng)表面溫度T小于(TC或者大于40°C時(shí)，則停止充電，此時(shí)充電電壓為0V。
[0017]所述對(duì)蓄電池進(jìn)行放電時(shí)的維護(hù)方法包括步驟:
檢測(cè)蓄電池的電壓Uo、電流1和表面溫度T,若表面溫度T符合小于設(shè)定的最低溫度或大于設(shè)定的最高溫度的條件時(shí)，自動(dòng)斷開(kāi)蓄電池的放電回路，本發(fā)明中設(shè)定最低溫度為_(kāi)15°C，設(shè)定的最高溫度為50°C，當(dāng)表面溫度T不符合上述條件時(shí)，自動(dòng)恢復(fù)放電回路；或者，若電流1大于短路電流設(shè)定值Idl且持續(xù)時(shí)間大于設(shè)定值Tdl，則自動(dòng)斷開(kāi)放電回路，此時(shí)說(shuō)明需要對(duì)蓄電池進(jìn)行檢測(cè)，需要手動(dòng)恢復(fù)放電回路；或者，若電壓Uo小于設(shè)定的最高臨界值Ulj且電流1小于短路電流定值Idl，則自動(dòng)斷開(kāi)放電回路。由于蓄電池在運(yùn)輸安裝過(guò)程中需要消費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間，如果在整個(gè)過(guò)程中蓄電池放電，則會(huì)導(dǎo)致蓄電池過(guò)放電，因此，本發(fā)明在蓄電池運(yùn)輸安裝過(guò)程中，已經(jīng)斷開(kāi)了放電回路，只有在蓄電池安裝完成后，手動(dòng)恢復(fù)放電回路。
[0018]需要說(shuō)明的是，本發(fā)明中所設(shè)定的溫度值并不是一成不變的，本發(fā)明通用于所述蓄電池，只要采用相同的手段達(dá)到本發(fā)明所述目的，皆在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0019]本發(fā)明通過(guò)對(duì)蓄電池電壓、電流及表面溫度的檢測(cè)，對(duì)蓄電池的充放電進(jìn)行維護(hù)，防止過(guò)充電與過(guò)放電對(duì)蓄電池的造成的影響，延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命，減少蓄電池的更換頻率，節(jié)約相關(guān)成本。
[0020]以上所述，只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式，只要其以相同的手段達(dá)到本發(fā)明的技術(shù)效果，都應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種中容量免維護(hù)蓄電池的充放電維護(hù)方法，其特征在于，包括蓄電池充電時(shí)的維護(hù)步驟及蓄電池放電時(shí)的維護(hù)步驟，所述充電時(shí)的維護(hù)步驟包括: (1)檢測(cè)蓄電池電壓Uo及其表面溫度T，如果Uo大于浮充電壓Uf，則進(jìn)入步驟(4)，否貝1J，進(jìn)入步驟(2)； (2)對(duì)蓄電池進(jìn)行恒流充電，在充電的同時(shí)，若檢測(cè)到的蓄電池端電壓Uo達(dá)到設(shè)定值Ul時(shí)，則進(jìn)入步驟(3)； (3)以恒定電壓U2對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，同時(shí)根據(jù)檢測(cè)到的蓄電池的表面溫度T調(diào)整恒定電壓U2的大小，當(dāng)充電過(guò)程符合設(shè)置條件時(shí)，則進(jìn)入步驟(4)； (4)以浮棄電壓Uf對(duì)蓄電池進(jìn)行浮充充電，同時(shí)根據(jù)檢測(cè)到的蓄電池的表面溫度T調(diào)整浮充電壓Uf的大小； 所述放電時(shí)的維護(hù)步驟包括: 檢測(cè)蓄電池的電壓Uo、電流1和表面溫度T,若表面溫度T符合小于設(shè)定的最低溫度值或大于設(shè)定的最高溫度值的條件時(shí)，自動(dòng)斷開(kāi)蓄電池的放電回路，當(dāng)表面溫度T不符合上述條件時(shí)，自動(dòng)恢復(fù)放電 回路；或者，若電流1大于短路電流設(shè)定值Idl且持續(xù)時(shí)間大于設(shè)定值Tdl，則自動(dòng)斷開(kāi)放電回路；或者，若電壓Uo小于設(shè)定的最高臨界值Ulj且電流1小于短路電流定值Idl，則自動(dòng)斷開(kāi)放電回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)中，根據(jù)檢測(cè)到的蓄電池的表面溫度T調(diào)整恒定電壓U2的大小具體為: 當(dāng)表面溫度T大于等于5°C且小于等于35°C時(shí)，則保持恒定電壓U2大小不變；當(dāng)表面溫度T大于(TC小于5°C或者大于35°C小于40°C時(shí)，電壓U2以公式U2 = U2-K (T-20°C)V進(jìn)行變化，其中K為蓄電池的系數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)中，當(dāng)充電過(guò)程中符合以下設(shè)置條件時(shí)，則進(jìn)入步驟(4): 檢測(cè)到的蓄電池的電流1小于0.0lC ;或者 恒壓充電時(shí)間t大于設(shè)定值Tzd ;或者 蓄電池的電壓Uo在單位時(shí)間內(nèi)的增大值大于設(shè)定值△ Uzd。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(4)中，根據(jù)檢測(cè)到的蓄電池的表面溫度T調(diào)整浮充電壓Uf的大小具體為: 當(dāng)表面溫度T大于等于0°C且小于等于40°C時(shí)，保持浮充電壓Uf的大小不變； 當(dāng)表面溫度T小于0°C或者大于40°C時(shí)，則調(diào)整浮充電壓Uf為0V，停止充電。
【文檔編號(hào)】H01M10/42GK103427122SQ201310374925
【公開(kāi)日】2013年12月4日 申請(qǐng)日期:2013年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月26日
【發(fā)明者】湯定陽(yáng), 羅宏管, 曾祥飛 申請(qǐng)人:珠海許繼電氣有限公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司