专利名称：一种可编程铅酸蓄电池化成充电用负脉冲发生器的制作方法
技术领域：
本发明涉及蓄电池化成工艺，具体是蓄电池化成所用的设备。
背景技术：
铅酸蓄电池的制造工艺流程包括铅粉制造、板栅制造、极板制造、极板化成、水洗烘干和装配电池等主要步骤。其中，极板化成是是非常关键的一个环节，在这一过程中将完成由固化极板的组成物质向正负极工作活性物质的化学和电化学转变，即正极板上铅膏发生电化学氧化反应生成PbO2，同时负极板上发生电化学还原反应生成多孔的海绵状铅。极板化成分成外化成和内化成，外化成是在组装前将极板装在化成槽中加入稀硫酸充电使其转化成具有活性的正极和负极板，然后组装成蓄电池；内化成是将生极板组装成电池后，在蓄电池槽中加入稀硫酸充电使其转化成具有活性的正极和负极板。外化成的总费用高于内化成，因为它增加了清洗极板的费用和极板处理费用，同时清洗极板用水在循环使用过程中或排放过程中需要进行中和和取出重金属元素的费用，而且会造成严重的环境污染。随着经济的发展，人们的环保意识逐渐增强，要求蓄电池生产排放越来越高，甚至是“零排放”，要达到这一目标必需采取内化成工艺才能实现。
以目前已经形成规模的电动车电池为例，如果采用外化成的话，其化成的全部工艺时间(包括清洗、烘干和补充电)在96～120h之间，而内化成的全部工艺时间在120h左右，在整个电池生产过程中，化成是生产周期最长、设备投入最大、厂房占用面积最多的工序，如何缩短化成时间，就成为了减少固定资产投资，提高生产效率的关键。由于普通内化成极板是装在电池槽内进行化成的，其酸体积小，密度高，化成的电流小，因此所生成的正极活性物质中βPbO2含量较高，结合力较小、强度较低。虽然可以达到很高的初始容量，但是对于深循环使用是极为不利的，容易出现活性物质软化的故障，必须在生极板制造过程中以及内化成工艺中采取改进措施才能达到良好的结果。如果采用低密度酸内化成，由于电动车蓄电池体积小，酸量少，活性物质量多，活性物与电解液中的硫酸反应生成硫酸铅后，电解液中的酸含量极低，硫酸铅溶解度急剧升高，化成充电时很容易发生短路现象；如增加化成电流，由于化成效率大大降低，则出现化成温度超高的现象，引起电解液电解量蒸发量加大，活性物严重膨胀，甚至脱落，同时温度超高时甚至发上外壳变形。
目前，国内普遍采用的化成工艺还是外化成，但是国外，特别是先进国家普遍采用内化成工艺，其主要采取了高温和膏、高温固化、以及大电流循环充放电、或大电流脉冲充电的方式。高温和膏和高温固化很容易实现，但是，大电流循环充放电或大电流脉冲充充放电的方式对充放电设备要求较高大电流循环充放电需要设备具有多段充放电程序设置和运行(一般需要30～100段)控制和操作复杂，大电流脉冲充放电设备则需要专门的大电流脉冲充放电机，需要将老设备淘汰，因此，需要设备设施的较大投入才能得以实现。这已经成为内化成工艺不能快速在电动车蓄电池上推广的一大障碍。
发明内容
本发明正是为了解决这一难题，在原有设备的基础上提出一种可编程铅酸蓄电池化成充电用负脉冲发生器，可以实现大电流脉冲充放电的效果。
本发明提出了一种可编程铅酸蓄电池化成充电用负脉冲发生器，包括电压检测模块、负脉冲控制模块和开关模块，上述负脉冲发生器并联在蓄电池的两端，其中，电压检测模块并联在蓄电池的两端对蓄电池的充电电压进行检测，负脉冲控制模块根据电压检测模块检测到的电压，按照脉冲编程器编制的程序，控制输出的负脉冲的宽度，开关模块并联在蓄电池的两端，与蓄电池组成一个放电回路。
开关模块包括串联的电子开关和电阻。
本实用新型的有益效果本实用新型不需要淘汰原有老设备，只需在原有充放电设备上外挂一种可编程负脉冲发生器就可以实现大电流脉冲充放电的效果，使充电形成的正极活性物质中αPbO2与βαPbO2的比例恰当，活性物质结合牢固，有利于深循环使用寿命的提高，充电效率提高，生产周期大大缩短，经济效益和社会效益可观。该可编程铅酸蓄电池化成充电用负脉冲发生器，安装在充电电池的两端，也可以直接与充电机并机连接，互不干扰。发出的负脉冲的幅度可以根据蓄电池的型号和具体要求进行制作，宽度和频率也可以根据需要通过脉冲编程器进行调整设定，以便于工艺的调整。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
图1是一种可编程铅酸蓄电池化成充电用负脉冲发生器与充放电机的连接示意图；图2是一种可编程铅酸蓄电池化成充电用负脉冲发生器的结构示意图。
具体实施方式
实施例一图1是一种可编程铅酸蓄电池化成充电用负脉冲发生器与充放电机的连接示意图；图2是一种可编程铅酸蓄电池化成充电用负脉冲发生器的结构示意图。可编程铅酸蓄电池化成充电用负脉冲发生器包括电压检测模块1、负脉冲控制模块2和开关模块3，上述负脉冲发生器并联在蓄电池的两端，其中，电压检测模块1并联在蓄电池的两端对蓄电池的充电电压进行检测，负脉冲控制模块2根据电压检测模块1检测到的电压按照脉冲编程器编制的程序，控制输出的负脉冲的宽度，开关模块3并联在蓄电池的两端，与蓄电池组成一个放电回路。开关模块3包括串联的电子开关31和电阻32。
采用普通稳压稳流充放电机的技术指标为输出电压0～320V可调；输出电流0～6A可调；采用的负脉冲发生器的电阻32的阻值为10±1Ω，负脉冲幅度约25A～30A。负脉冲的电压分三个阶段进行编程调整，第一负脉冲启动电压调整到240V，当蓄电池电压达到第一负脉冲启动电压240V(平均13.33V/只)时开始第一负脉冲，停止时间设定到T充1＝6s，负脉冲打开时间设定到T放1＝150ms；第二负脉冲启动电压调整到270V，当蓄电池电压达到第二负脉冲启动电压270V(平均15V/只)时开始负脉冲，停止时间设定到T充2＝4s，负脉冲打开时间设定到T放2＝150ms；第三负脉冲启动电压调整到288V，当蓄电池电压达到288V，(平均16V/只)时开始负脉冲，停止时间设定到T充3＝2s，负脉冲打开时间设定到T放3＝150ms。
当蓄电池处于充电状态时，随着充电的进行，蓄电池电压逐渐增高，当蓄电池充电电压，达到第一脉冲启动电压240V(13.33V/只)时，脉冲发生器开始发出第一负脉冲，其充电电流为5A，充电时间到达6s时，负脉冲发生器控制器将电子开关31打开，进行负脉冲放电，同时充电仍然进行，由于负脉冲电流为25A～30A，而充电电流为5A，因此总电流仍然表现为负脉冲放电，放电时间受负脉冲控制器控制，当达到150ms时负脉冲控制器发出关断指令，电子开关关闭，停止负脉冲，此时充电仍然进行，这样就实现了充电和负脉冲交替进行的效果，即负脉冲充电。当蓄电池充电电压达到第二脉冲启动电压270V(15V/只)时，脉冲发生器开始发出第二负脉冲，其充电电流为5A，充电时间到达4s时，负脉冲发生器控制器将电子开关31打开，进行负脉冲放电，同时充电仍然进行，由于负脉冲电流为25A～30A，而充电电流为5A，因此总电流仍然表现为负脉冲放电，放电时间受负脉冲控制器控制，当达到150ms时负脉冲控制器发出关断指令，电子开关关闭，停止负脉冲，此时充电仍然进行，这样就实现了充电和负脉冲交替进行的效果，即负脉冲充电。当达到第三脉冲启动电压288V(15V/只)时，脉冲发生器开始发出第三负脉冲，其充电电流为5A，充电时间到达2s时，负脉冲发生器控制器将电子开关31打开，进行负脉冲放电，同时充电仍然进行，由于负脉冲电流为25A～30A，而充电电流为5A，因此总电流仍然表现为负脉冲放电，放电时间受负脉冲控制器控制，当达到150ms时负脉冲控制器发出关断指令，电子开关关闭，停止负脉冲，此时充电仍然进行，这样就实现了充电和负脉冲交替进行的效果，即负脉冲充电。当充电结束进入放电时，由于蓄电池端电压逐渐降低瞬间就降低到234V以下(13V/只以下)，此时，不需要负脉冲，由于此时电压低于任何一个脉冲启动电压，因此，放电时没有负脉冲，不会影响放电结果。
该脉冲充电工艺充电总时间可以缩短到50h左右，温度没有超标，同时活性物质结构良好。
权利要求1.一种可编程铅酸蓄电池化成充电用负脉冲发生器，其特征在于包括电压检测模块(1)、负脉冲控制模块(2)和开关模块(3)，上述负脉冲发生器并联在蓄电池的两端，其中，电压检测模块(1)并联在蓄电池的两端对蓄电池的充电电压进行检测，负脉冲控制模块(2)根据电压检测模块(1)检测到的电压按照脉冲编程器编制的程序，控制输出的负脉冲的宽度和频率，开关模块(3)并联在蓄电池的两端，与蓄电池组成一个放电回路。
2.根据权利要求1的一种可编程铅酸蓄电池化成充电用负脉冲发生器，其特征在于开关模块(3)包括串联的电子开关(31)和电阻(32)。
专利摘要本实用新型公开了一种可编程铅酸蓄电池化成用负脉冲发生器，包括电压检测模块、负脉冲控制模块和开关模块，上述负脉冲发生器并联在蓄电池的两端，其中，电压检测模块并联在蓄电池的两端对蓄电池的充电电压进行检测，负脉冲控制模块根据电压检测模块检测到的电压，按照脉冲编程器编制的程序，控制输出的负脉冲的宽度，开关模块并联在蓄电池的两端，与蓄电池组成一个放电回路。可以实现大电流脉冲充放电的效果，使充电形成的正极活性物质中αPbO
文档编号H02J7/00GK2896542SQ20052014515
公开日2007年5月2日 申请日期2005年12月21日 优先权日2005年12月21日
发明者刘孝伟 申请人:刘孝伟