專(zhuān)利名稱(chēng)：一種蓄電池智能維護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種蓄電池維護(hù)裝置，尤其涉及能對(duì)蓄電池進(jìn)行智能維護(hù)的裝置。
背景技術(shù)：
目前寶鋼分公司的一些重要生產(chǎn)設(shè)備包括各類(lèi)行車(chē)、電氣柜、計(jì)算機(jī)以及消防火災(zāi)報(bào)警監(jiān)控設(shè)備等都裝設(shè)有各種蓄電池來(lái)作為備用應(yīng)急電源，生產(chǎn)設(shè)備在進(jìn)行檢修、調(diào)試等切換時(shí)或者突發(fā)故障時(shí)蓄電池都會(huì)投入使用。因此這種蓄電池設(shè)備的功能好壞直接影響到生產(chǎn)的運(yùn)行狀態(tài)以及人員和設(shè)備的安全。由于環(huán)境溫度、充電方式、老化等因素的影響，蓄電池組可供使用的實(shí)際容量往往比其標(biāo)稱(chēng)容量小得多，為了準(zhǔn)確掌握蓄電池的真實(shí)容量，消除因蓄電池容量衰減造成后備時(shí)間縮短的隱患，必須定期進(jìn)行放電實(shí)驗(yàn)。所以這種蓄電池的維護(hù)工作中最重要的一項(xiàng)就是要每隔一段時(shí)間對(duì)其進(jìn)行充放電試驗(yàn)，才能保證其容量在規(guī)定范圍之內(nèi)。由于這些蓄電池設(shè)備都是在線(xiàn)使用的，對(duì)其進(jìn)行維護(hù)時(shí)操作人員要定時(shí)按計(jì)劃進(jìn)行，而有時(shí)卻會(huì)因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)條件不允許而延時(shí)進(jìn)行，這樣一來(lái)由于間隔時(shí)間過(guò)長(zhǎng)錯(cuò)過(guò)了最佳維護(hù)時(shí)間，將對(duì)設(shè)備性能及壽命造成不利的影響。這一問(wèn)題一直以來(lái)是個(gè)無(wú)法克服的難題。在線(xiàn)的蓄電池需要進(jìn)行維護(hù)時(shí)必須依靠專(zhuān)業(yè)人員來(lái)進(jìn)行，先將原來(lái)的蓄電池組拆卸后，用同樣規(guī)格的合格蓄電池組替換，之后再對(duì)其進(jìn)行線(xiàn)下充放電維護(hù)。這樣的維護(hù)作業(yè)通常需要操作人員在生產(chǎn)設(shè)備上進(jìn)行拆接線(xiàn)并且拆裝搬運(yùn)蓄電池，充放電試驗(yàn)時(shí)還要將電量釋放到放電電阻器等設(shè)備上轉(zhuǎn)換成熱能消耗掉。因此這種作業(yè)方式具有相當(dāng)大的危險(xiǎn)性，同時(shí)還造成了對(duì)電能的浪費(fèi)。當(dāng)今國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)用蓄電池設(shè)備的維護(hù)都依靠專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行維護(hù)或者事后維護(hù) (即發(fā)現(xiàn)蓄電池壞后進(jìn)行更換)，前者需要大量的人力資源進(jìn)行此項(xiàng)業(yè)務(wù)的開(kāi)展，并存在有一定的安全隱患；而后者僅僅是對(duì)已損壞的蓄電池進(jìn)行更換，不僅對(duì)生產(chǎn)設(shè)備造成了極大的危害，蓄電池的壽命也會(huì)大打折扣，設(shè)備的成本投入就會(huì)大為增加。盡管以上兩種情況的缺點(diǎn)都很明顯，目前能很好地平衡兩者，取優(yōu)消缺的方法在國(guó)內(nèi)外都還沒(méi)有出現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種蓄電池智能維護(hù)裝置，解決現(xiàn)在蓄電池維護(hù)中的維護(hù)時(shí)間不易掌握，造成蓄電池壽命受影響，而且目前蓄電池的維護(hù)作業(yè)充滿(mǎn)危險(xiǎn)性及浪費(fèi)電能的缺陷。技術(shù)方案一種蓄電池智能維護(hù)裝置，包括待維護(hù)的蓄電池組，其特征在于所述蓄電池組連接定時(shí)單元，所述定時(shí)單元設(shè)定蓄電池組間隔維護(hù)的時(shí)間，與電能檢測(cè)單元和電能回饋單元相連，所述電能回饋單元控制蓄電池組放電，放電端直接連接至電網(wǎng)，所述電能檢測(cè)單元在啟動(dòng)后對(duì)蓄電池組的電壓進(jìn)行檢測(cè)，并分別與電能回饋單元和充電單元相連接，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果啟動(dòng)電能回饋單元或充電單元，所述充電單元還分別與電網(wǎng)和待維護(hù)的蓄電池組相連接。所述定時(shí)單元采用定時(shí)控制開(kāi)關(guān)。所述定時(shí)控制開(kāi)關(guān)采用KG316T定時(shí)控制開(kāi)關(guān)改進(jìn)而成，改進(jìn)后電源連接計(jì)時(shí)器的進(jìn)口，負(fù)載通過(guò)接觸器帶動(dòng)的單刀開(kāi)關(guān)連接計(jì)時(shí)器的出口。所述電能檢測(cè)單元采用電壓監(jiān)視電路，實(shí)時(shí)監(jiān)控蓄電池組的工作狀態(tài)，采用可調(diào)電阻在充放電中設(shè)置電壓上限和下限。所述電能回饋單元采用雙級(jí)變換電路，即采用DC/DC變換電路控制蓄電池恒流放電，同時(shí)將蓄電池電壓變換成PWM整流逆變電路所需要的電壓，經(jīng)逆變電路后電能可直接回饋給電網(wǎng)，PWM整流逆變電路產(chǎn)生PWM信號(hào)，使實(shí)際的放電電流跟蹤給定電流，達(dá)到恒流放電。有益效果本發(fā)明采用定時(shí)單元設(shè)定檢測(cè)時(shí)間，使用電能檢測(cè)，電能回饋和自動(dòng)充電能實(shí)現(xiàn)無(wú)人智能控制對(duì)備用的蓄電池組在最好的時(shí)間段內(nèi)完成維護(hù)工作，既能節(jié)約人力，而且維護(hù)更及時(shí)，延長(zhǎng)蓄電池組的壽命；由于能實(shí)時(shí)在線(xiàn)維護(hù)，能節(jié)省大量備件，而且經(jīng)過(guò)電能檢測(cè)和電能回收，節(jié)省大量電能；在安全方面，無(wú)人自動(dòng)維護(hù)技術(shù)大大提升了安全性能，減少了人工操作的環(huán)節(jié)后能有效保障人身和設(shè)備的安全，設(shè)備的維護(hù)時(shí)間也不用因?yàn)樾枰a(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的節(jié)奏而有諸多限制。


圖1為本發(fā)明原理框圖；圖2為本發(fā)明定時(shí)單元采用的KG316T原采用接觸器控制電路圖；圖3為本發(fā)明定時(shí)單元采用的KG316T現(xiàn)修改的采用接觸器控制電路圖；圖4為本發(fā)明電能檢測(cè)單元電路圖；圖5為本發(fā)明電能回饋單元的DC/DC變換電路圖；圖6為本發(fā)明電能回饋單元的PWM整流逆變電路控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。一種蓄電池智能維護(hù)裝置，包括待維護(hù)的蓄電池組，所述蓄電池組連接定時(shí)單元， 所述定時(shí)單元設(shè)定蓄電池組間隔維護(hù)的時(shí)間，與電能檢測(cè)單元和電能回饋單元相連，所述電能回饋單元控制蓄電池組放電，放電端直接連接至電網(wǎng)，所述電能檢測(cè)單元在啟動(dòng)后對(duì)蓄電池組的電壓進(jìn)行檢測(cè)，并分別與電能回饋單元和充電單元相連接，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果啟動(dòng)電能回饋單元或充電單元，所述充電單元還分別與電網(wǎng)和待維護(hù)的蓄電池組相連接。如附圖1所示為本發(fā)明原理框圖。所述定時(shí)單元采用定時(shí)控制開(kāi)關(guān)，定時(shí)控制開(kāi)關(guān)可采用KG 316T定時(shí)控制開(kāi)關(guān)改進(jìn)而成，附圖2為改進(jìn)前電路圖，附圖3為改進(jìn)后的電路圖，將電源連接計(jì)時(shí)器的進(jìn)口，負(fù)載通過(guò)接觸器帶動(dòng)的單刀開(kāi)關(guān)連接計(jì)時(shí)器的出口。所述電能檢測(cè)單元采用電壓監(jiān)視電路，實(shí)時(shí)監(jiān)控蓄電池組的工作狀態(tài)，采用可調(diào)電阻在充放電中設(shè)置電壓上限和下限。如附圖4所示，調(diào)節(jié)Wl可設(shè)置電壓上限，而調(diào)節(jié)W2則可設(shè)定電壓下限。當(dāng)蓄電池組電壓超出這一設(shè)定范圍時(shí)，YlB輸出高電平，發(fā)光二極管亮， 振蕩發(fā)聲電路工作，發(fā)出鳴叫聲，控制繼電器Jl閉合，當(dāng)Jl的常開(kāi)觸點(diǎn)外接交流接觸器時(shí)， 就可控制充電單元停止對(duì)蓄電池組的充電工作(電壓高于上限時(shí))或者控制電能回饋單元停止蓄電池組向電網(wǎng)放電(電壓低于上限時(shí))轉(zhuǎn)而對(duì)其進(jìn)行充電。所述電能回饋單元采用雙級(jí)變換電路，即采用DC/DC變換電路控制蓄電池恒流放電，同時(shí)將蓄電池電壓變換成PWM整流逆變電路所需要的電壓，經(jīng)逆變電路后電能可直接回饋給電網(wǎng)，PWM整流逆變電路產(chǎn)生PWM信號(hào)，使實(shí)際的放電電流跟蹤給定電流，達(dá)到恒流放電。附圖5中采用全橋移相軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的DC/DC變換電路的作用是控制蓄電池恒流放電，同時(shí)將蓄電池電壓變換成PWM整流逆變電路所需要的電壓。其控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 6所示，放電給定電流IdG與實(shí)際的放電電流Id相比較后，其誤差信號(hào)經(jīng)PI調(diào)節(jié)器后送入 PWM控制器，再由PWM控制器產(chǎn)生PWM信號(hào)，該P(yáng)WM信號(hào)再經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路去控制DC/DC變換電路中的開(kāi)關(guān)器件IGBT，便可使實(shí)際的放電電流跟蹤給定電流，從而達(dá)到恒流放電的目的。該電路既能實(shí)現(xiàn)蓄電池恒流放電，又能將蓄電池組釋放的能量回饋給電網(wǎng)，并且使流入電網(wǎng)的電流為正弦波，對(duì)電網(wǎng)沒(méi)有諧波干擾。本發(fā)明裝置在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備上安裝調(diào)試時(shí)必須要有一定的放置空間，圖3中定時(shí)單元的常開(kāi)觸點(diǎn)CJ串聯(lián)接入蓄電池組的一個(gè)電極引出線(xiàn)中，再接入圖4中同極性輸入點(diǎn)，而繼電器Jl的常開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián)接入蓄電池組和電能回饋單元和充電單元回路中，電能回饋單元和充電單元以并聯(lián)方式連接，當(dāng)電壓高于設(shè)定上限時(shí)電能回饋單元工作，相反，當(dāng)電壓低于設(shè)定下線(xiàn)時(shí)，充電單元投入工作。本發(fā)明裝置在實(shí)施應(yīng)用之后，可節(jié)省下大量的電能和備件(原蓄電池組拆卸后需用備用同規(guī)格的蓄電池組換上臨時(shí)代替)費(fèi)用，例如分公司廠(chǎng)區(qū)內(nèi)生產(chǎn)性蓄電池約有600 多套，共18000多節(jié)，此數(shù)量還不包括消防火災(zāi)報(bào)警設(shè)備用蓄電池約300套600多節(jié)，雖然各類(lèi)蓄電池容量不盡相同，保守地按照小容量蓄電池每節(jié)年耗電0. 8KW，每年充放電試驗(yàn) 12次，電能回饋利用率90%來(lái)計(jì)算，每年可節(jié)約電能在16600KW左右，以每度電費(fèi)0. 77元計(jì)，即可節(jié)省下12700余元。而按照5%儲(chǔ)備量計(jì)算，即可省下約45套備用蓄電池組。本發(fā)明裝置還可以免去專(zhuān)業(yè)人員定時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)將蓄電池拆卸后再維護(hù)的工序，這樣就可以省下大量的人力資源。在安全方面，無(wú)人自動(dòng)維護(hù)技術(shù)也大大提升了安全性能，減少了人工操作的環(huán)節(jié)后能有效保障人身和設(shè)備的安全，設(shè)備的維護(hù)時(shí)間也不用跟著生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的節(jié)奏走了，因此具有廣泛的社會(huì)效益。
權(quán)利要求
1.一種蓄電池智能維護(hù)裝置，包括待維護(hù)的蓄電池組，其特征在于所述蓄電池組連接定時(shí)單元，所述定時(shí)單元設(shè)定蓄電池組間隔維護(hù)的時(shí)間，與電能檢測(cè)單元和電能回饋單元相連，所述電能回饋單元控制蓄電池組放電，放電端直接連接至電網(wǎng)，所述電能檢測(cè)單元在啟動(dòng)后對(duì)蓄電池組的電壓進(jìn)行檢測(cè)，并分別與電能回饋單元和充電單元相連接，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果啟動(dòng)電能回饋單元或充電單元，所述充電單元還分別與電網(wǎng)和待維護(hù)的蓄電池組相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的蓄電池智能維護(hù)裝置，其特征在于所述定時(shí)單元采用定時(shí)控制開(kāi)關(guān)。
3.如權(quán)利要求2所述的蓄電池智能維護(hù)裝置，其特征在于所述定時(shí)控制開(kāi)關(guān)采用 KG316T定時(shí)控制開(kāi)關(guān)改進(jìn)而成，改進(jìn)后電源連接計(jì)時(shí)器的進(jìn)口，負(fù)載通過(guò)接觸器帶動(dòng)的單刀開(kāi)關(guān)連接計(jì)時(shí)器的出口。
4.如權(quán)利要求1所述的蓄電池智能維護(hù)裝置，其特征在于所述電能檢測(cè)單元采用電壓監(jiān)視電路，實(shí)時(shí)監(jiān)控蓄電池組的工作狀態(tài)，采用可調(diào)電阻在充放電中設(shè)置電壓上限和下限。
5.如權(quán)利要求1所述的蓄電池智能維護(hù)裝置，其特征在于所述電能回饋單元采用雙級(jí)變換電路，即采用DC/DC變換電路控制蓄電池恒流放電，同時(shí)將蓄電池電壓變換成PWM整流逆變電路所需要的電壓，經(jīng)逆變電路后電能可直接回饋給電網(wǎng)，PWM整流逆變電路產(chǎn)生 PWM信號(hào)，使實(shí)際的放電電流跟蹤給定電流，達(dá)到恒流放電。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種蓄電池維護(hù)裝置，屬于蓄電池產(chǎn)品領(lǐng)域。一種蓄電池智能維護(hù)裝置，包括待維護(hù)的蓄電池組，其特征在于所述蓄電池組連接定時(shí)單元，所述定時(shí)單元設(shè)定蓄電池組間隔維護(hù)的時(shí)間，與電能檢測(cè)單元和電能回饋單元相連，所述電能回饋單元控制蓄電池組放電，放電端直接連接至電網(wǎng)，所述電能檢測(cè)單元在啟動(dòng)后對(duì)蓄電池組的電壓進(jìn)行檢測(cè)，并分別與電能回饋單元和充電單元相連接，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果啟動(dòng)電能回饋單元或充電單元，所述充電單元還分別與電網(wǎng)和待維護(hù)的蓄電池組相連接。本發(fā)明能對(duì)備用的蓄電池組在最好的時(shí)間段內(nèi)完成維護(hù)工作，既能節(jié)約人力物力，還能使維護(hù)更及時(shí)，延長(zhǎng)蓄電池組的壽命。
文檔編號(hào)H02J3/38GK102244404SQ20111019056
公開(kāi)日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月8日
發(fā)明者唐敬東, 孔利明, 曹偉, 許慧華, 鈕靜瑩 申請(qǐng)人:寶鋼發(fā)展有限公司