一种抑制纹波的蓄电池组在线修复装置的制作方法

1.本实用新型涉及蓄电池技术领域，尤其涉及一种抑制纹波的蓄电池组在线修复装置。


背景技术：

2.铅酸蓄电池是一种电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。铅酸蓄电池因其价格低廉、原料易得、性能可靠、容易回收和适于大电流放电等特点，目前已成为产量大、用途广泛的蓄电池品种。铅酸蓄电池已被广泛应用于汽车、通信、电力、铁路、电动车等各个领域，但铅酸蓄电池使用寿命短是主要短板，彻底解决铅酸蓄电池因为硫化原因导致的使用寿命短、容量下降快的致命缺陷成为蓄电池修复技术的一个主要研究方向。
3.铅酸蓄电池的失效跟生成工艺、使用方式、环境等因素都有很大关系。电池的失效是失水伴随硫化造成电池内阻增加，电池受容性降低后充电过程产生热，从而加速失水和硫化到一定程度后电解液密度过高出现极板软化、腐蚀、鼓包直至电池报废，因此硫化(硫酸铅结晶)是导致电池失效的根本原因。
4.蓄电池硫化的原因包括以下不正常使用：大电流放电、小电流深度放电、充电不及时、长期搁置以及长时间浮充条件下不放电。
5.铅酸蓄电池工作在放电状态时在电解液中会形成硫酸铅，当硫酸铅的浓度达到一定的阈值时就会发生结晶，结晶后的硫酸铅不能再参与到循环反应中，从而造成铅酸蓄电池容量下降。
6.铅酸蓄电池广泛应用于电力、军事、交通、通信、金融行业的电力储能、数据中心和基站以及恶劣环境下运行的各类设备的备用电源，蓄电池人工维护费用高昂，因此对电池的在线维护和通过除硫延长寿命有广泛的市场和技术需求；铅酸蓄电池的在线维护除硫技术在绿色环保发展和社会能源节约方面有着巨大的市场空间和深远社会经济意义。
7.目前常用的维修铅酸蓄电池硫化的方法为高频振谐修复，即通过产生高频共振电流与已经硫化的硫酸铅晶体产生共振，从而击碎硫酸铅结晶，以使硫酸铅晶体可以重新参与到循环反应中，最终达到恢复蓄电池容量的目的。
8.按照原子物理学和固体物理学的原理，硫离子具有5个不同的能级状态，通常处于亚稳定能级状态的离子趋向于迁落到最稳定的共价键能级而存在。在最低能级(即共价键能级状态)，硫以包含8个原子的环形分子形式存在，这8个原子的环形分子模式是一种稳定的组合，难以被打碎，形成电池的不可拟硫酸盐化——硫化。多次发生这样的情况，就形成了一层类似与绝缘层一样的硫酸铅结晶。
9.要打碎这些硫酸盐层的束缚，就要提升原子的能级到一定的程度，这时候在外层原子加带的电子被激活到下一个更高的能带，使原子之间解除束缚。每一个特定的能级都有唯一的谐振频率，必须提供给一些能量，才能够使得被激活的分子迁移到更高的能级状态，太低的能量无法达到跃迁所需要得能量要求，但是，过高的能量会使已经脱离了束缚而
跃迁的原子处于不稳定状态，又回落到原来的能级。因此，必须通过多次谐振，使其脱离束缚，达到最活跃的能级状态而又没有回落的原来的能级，这样，就转化为溶解于电解液的自由离子，而参与电化学反应。
10.在修复铅酸蓄电池时，不同硫酸铅晶粒尺寸的晶体，其对应的共振频率也会不同。如果采用前沿陡峭的脉冲电流，利用傅立叶级数进行频率分析可以知道脉冲会产生丰富的谐波成分，其低频部分振幅大，高频部分振幅小。这样，大硫酸铅结晶获得的能量大，小硫酸铅结晶获得的能量小。高频振荡波形修复保养技术原理就是通过运用高频振荡波形能量冲击硫酸铅粗晶粒，使其脉冲频率与硫酸铅结晶体固有频率产生共振，当能量足够时，把蓄电池在实际使用环境下通过充电无法还原的硫酸铅晶体击碎溶解于硫酸电解液，重新参与化学反应，从而延长电池使用寿命，提高电源系统的安全可靠性。
11.现有在线蓄电池整组修复过程中，采用的是将高频振荡波形施加到正在运行的电池组上面，为达到修复目的，高频振荡波形需要具备特征：1、足够的能量，2、丰富的频率特性。高频振荡因为其固有的波形特征原因，不可避免地会产生电磁纹波，对连接在电池回路上的其他设备的产生运行安全隐患。
12.为降低纹波干扰对运行设备和环境的影响，有厂家通过降低高频振荡波形的幅值来降低纹波值，但存在脉冲波形的幅值能量降低导致对大颗粒硫酸铅晶体因为不能提供足够的击碎能量，起不到修复效果；也有厂家通过在设备上增加滤波电路来降低纹波影响，但由于前述特征，高频振荡脉冲波形会由不同频率和幅值的波形组成，其低频部分振幅大，高频部分振幅小。这样，才能保证大硫酸铅结晶获得的能量大，小硫酸铅结晶获得的能量小，高频振荡脉冲波形复杂，靠单纯的滤波电路不能完全过滤脉冲波形产生的纹波。因此如何对当前高频振荡波形修复办法衍生的纹波干扰抑制进行技术上的创新完善，是制约在线维护技术推广发展的一个关键技术瓶颈，也间接造成了大量的蓄电池资源不能发挥百分百的作用和维护维修费用高昂的结果，与当前绿色环保和能源节约的社会发展思想相悖。


技术实现要素：

13.鉴于上述的分析，本实用新型旨在提供一种抑制纹波的蓄电池组在线修复装置，用以解决现有蓄电池在线修复时产生的纹波对运行的设备和环境的纹波干扰的问题。
14.本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的：
15.一种抑制纹波的蓄电池组在线修复装置，包括：电池阻抗测量单元，与蓄电池组中n个单体电池分时连接；电池分组单元，其输入端与所述电池阻抗测量单元的输出端连接，用于根据所述n个单体电池的阻抗将n个单体电池划分为n/2个单体电池对；pwm生成单元，其输入端与所述电池分组单元连接；以及同步控制功放单元，其输入端与所述pwm生成单元的输出端连接，其第一输出端和第二输出端以交替的方式分时连接至第一单体电池对至第n/2单体电池对，用于将所述高频振荡波形信号转换为波形方向相反的两个高频振荡波形。
16.上述方案的有益效果如下：抑制纹波的蓄电池组在线修复装置通过对整组电池中的各个电池进行阻抗测量，将阻抗匹配的一对电池同时进行修复，提高了整组电池的修复效率，同时因为施加的高频振荡波形幅值相等相位相反，叠加产生在整组电池上的纹波效果接近为零，因此彻底解决了铅酸蓄电池在线维护产生的纹波干扰影响的技术难题。
17.基于上述方案的进一步改进，抑制纹波的蓄电池组在线修复装置还包括控制信号
生成单元，所述电池阻抗测量单元包括恒流源和开关晶体管，其中，所述恒流源，其正极连接至所述开关晶体管的源极，其负极作为所述电池阻抗测量单元的第二输出端，用于生成特定幅值和频率的电流；以及所述开关晶体管，其栅极与所述控制信号生成单元的第一输出端连接，以及其漏极作为所述电池阻抗测量单元的第一输出端，其中，所述开关晶体管根据栅极接收到的脉冲控制信号导通或截止，使得所述开关晶体管生成特频电流。
18.基于上述方案的进一步改进，所述电池阻抗测量单元还包括n组电池阻抗测量开关，每组电池阻抗测量开关包括对应的正极侧电池阻抗测量开关和负极侧电池阻抗测量开关，其中，每个单体电池，其正极经由一组电池阻抗测量开关中的正极侧电池阻抗测量开关连接至所述电池阻抗测量单元的第一输出端，以及其负极经由同一组电池阻抗测量开关中的负极侧电池阻抗测量开关连接至所述电池阻抗测量单元的第二输出端。
19.基于上述方案的进一步改进，所述控制信号生成单元，用于经由其第一输出端同步输出测量开关控制信号；所述n组电池阻抗测量开关，用于基于所述测量开关控制信号，将所述n组电池阻抗测量开关中各组电池阻抗测量开关分时接通，以将所述电池阻抗测量单元分时连接至电池阻抗测量开关接通的各个单体电池，其中，n组电池阻抗测量开关与所述n个单体电池一一对应。
20.基于上述方案的进一步改进，所述同步控制功放单元包括：反相电路、第一隔离功放模块、正向跟随电路和第二隔离功放模块，其中，所述反相电路，其输入端与所述pwm生成单元的输出端连接，其输出端连接至所述第一隔离功放模块的输入端；所述第一隔离功放模块，用于将所述相位相反幅值相等的高频振荡波形信号进行隔离放大，并经由所述第一隔离功放模块的输出端输出第一高频振荡波形信号；所述正向跟随电路，其输入端与所述pwm生成单元的输出端连接，其输出端连接至所述第一隔离功放模块的输入端；以及所述第二隔离功放模块，用于将所述相位相同幅值相等的高频振荡波形信号进行隔离放大，并经由所述第二隔离功放模块的输出端输出第二高频振荡波形信号。
21.基于上述方案的进一步改进，所述正向跟随电路包括第一运算放大器和第一电阻器，其中，所述第一运算放大器的反相输入端连接至所述第一运算放大器的输出端；所述第一运算放大器的正相输入端经由所述第一电阻器与所述pwm生成单元的输出端连接。
22.基于上述方案的进一步改进，所述反相电路包括第二运算放大器、第二电阻器和第三电阻器，其中，所述第二运算放大器的正相输入端接地，所述第二运算放大器的反相输入端经由所述第二电阻器与所述pwm生成单元的输出端连接，所述第二运算放大器的输出端经由第三电阻器连接至所述第二运算放大器的反相输入端。
23.基于上述方案的进一步改进，所述同步控制功放单元还包括第一n组开关对和第二n组开关对，所述第一n组开关对中的每个开关对包括第一正极侧开关和第一负极侧开关，以及所述第二n组开关对中的每个开关对包括第二正极侧开关和第二负极侧开关，其中，所述蓄电池组中每个单体电池经由所述第一n组开关对中一组开关对的所述第一正极侧开关和所述第一负极侧开关连接至所述第一隔离功放模块的输出端，以及经由所述第二n组开关对中一组开关对的所述第二正极侧开关和所述第二负极侧开关连接至所述第二隔离功放模块的输出端。
24.基于上述方案的进一步改进，所述电池分组单元，用于对所述蓄电池组中n个单体电池的阻抗进行比较配对，并将阻抗相同或相近的两个单体电池作为一个单体电池对，其
中，所述第一单体电池对至所述第n/2单体电池对中的任一个单体电池对均包括第一单体电池和第二单体电池。
25.基于上述方案的进一步改进，所述控制信号生成单元，在对一个单体电池对进行第一次修复的过程中，经由其第二输出端输出第一选择开关控制信号，所述第一n组开关对中与所述第一单体电池连接的所述第一正极侧开关和所述第一负极侧开关根据所述第一选择开关控制信号接通，使得所述第一单体电池经由接通的所述第一正极侧开关和所述第一负极侧开关连接至所述第一隔离功放模块的输出端，以及所述第二n组开关对中与所述第二单体电池连接的所述第二正极侧开关和所述第二负极侧开关根据所述第一选择开关控制信号接通，使得所述第二单体电池经由接通的所述第二正极侧开关和所述第二负极侧开关连接至所述第二隔离功放模块的输出端；以及所述控制信号生成单元，在对同一个单体电池对进行接下来的第二次修复的过程中，经由其第二输出端输出第二选择开关控制信号，所述第二n组开关对中与所述第一单体电池连接的所述第二正极侧开关和所述第二负极侧开关根据所述第二选择开关控制信号接通，使得所述第一单体电池经由接通的所述第二正极侧开关和所述第二负极侧开关连接至所述第二隔离功放模块的输出端，以及所述第一n组开关对中与所述第二单体电池连接的所述第一正极侧开关和所述第一负极侧开关根据所述第二选择开关控制信号接通，使得所述第二单体电池经由接通的所述第一正极侧开关和所述第一负极侧开关连接至所述第一隔离功放模块的输出端。
26.与现有技术相比，本实用新型至少可实现如下有益效果之一：
27.1、抑制纹波的蓄电池组在线修复装置通过对整组电池中的各个电池进行阻抗测量，将阻抗相近的两个电池作为一对进行修复，提高了整组电池的修复效率，同时因为施加的高频振荡波形幅值相等相位相反，叠加产生在整组电池上的纹波效果接近为零，因此彻底解决了铅酸蓄电池在线维护产生的纹波干扰影响的技术难题。
28.2、抑制纹波的蓄电池组在线修复装置由于在线维修时施加的高频振荡波形幅值相等相位相反的电路设计特征，对应硫酸铅晶体体积大、内阻高的一对电池，可以适当提高低频脉冲的幅值，而不会产生大的纹波干扰，为整组在线维护技术提供了维护范围更大的技术优势。
29.3、抑制纹波的蓄电池组在线修复装置由于在线维修时施加的高频振荡波形幅值相等相位相反的电路设计特征，解决了由于针对大结晶体和小结晶体提供的幅值频率波形特征不一样，导致采用的硬件率波办法无法适应和完全解决纹波的产生和对系统、环境的纹波干扰问题。施加到待修复一对电池上的波形，无论频率和幅值数值如何变化，均有幅值相同、相位相反的波形同步施加的电池上，整组电池的纹波叠加效果维持在一个极低的水平。
30.本实用新型中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本实用新型的其他特征和优点将在随后的内容中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过文字以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
31.附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个
附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
32.图1为根据本实用新型实施例的抑制纹波的蓄电池组在线修复装置的框图；
33.图2为根据本实用新型实施例的抑制纹波的蓄电池组在线修复装置的电池阻抗测量单元电路示意图；
34.图3为根据本实用新型实施例的抑制纹波的蓄电池组在线修复装置的电池阻抗测量的高频振荡波形典型特征示意图；以及
35.图4为根据本实用新型实施例的抑制纹波的蓄电池组在线修复装置的同步控制功放单元的示意图。
具体实施方式
36.下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本技术一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。
37.参考图1，本实用新型的一个具体实施例，公开了一种抑制纹波的蓄电池组在线修复装置，包括：电池阻抗测量单元100，与蓄电池组130中n个单体电池分时连接；电池分组单元112，其输入端与电池阻抗测量单元的输出端连接，用于根据n个单体电池的阻抗将n个单体电池划分为n/2个单体电池对；pwm生成单元114，其输入端与所述电池分组单元112连接，用于根据n/2个单体电池对的阻抗生成不同幅值和频率的高频振荡波形信号；以及同步控制功放单元120，其输入端与pwm生成单元114的输出端连接，其第一输出端和第二输出端以交替的方式分时连接至第一单体电池对至第n/2单体电池对，用于将高频振荡波形信号转换为波形方向相反的两个高频振荡波形。
38.与现有技术相比，本实施例提供的抑制纹波的蓄电池组在线修复装置通过对整组电池中的各个电池进行阻抗测量，将阻抗匹配的一对电池同时进行修复，提高了整组电池的修复效率，同时因为施加的高频振荡波形幅值相等相位相反，叠加产生在整组电池上的纹波效果接近为零，因此彻底解决了铅酸蓄电池在线维护产生的纹波干扰影响的技术难题。
39.下文中，将参考图1、图2和图4，对根据本实用新型实施例的抑制纹波的蓄电池组在线修复装置进行详细说明。参考图1，抑制纹波的蓄电池组在线修复装置包括电池阻抗测量单元100、处理器(例如，cpu、mcu等)110、同步控制功放单元120和蓄电池组130。处理器110包括电池分组单元112、pwm生成单元114和控制信号生成单元116。
40.电池阻抗测量单元100与蓄电池组(即，整租电池单元130)中n个单体电池分时连接。电池阻抗测量单元100用于经由电池分组单元112的模拟量采集接口测量各个单体电池的阻抗。具体地，参考图2，电池阻抗测量单元100包括恒流源hi和开关晶体管。恒流源的正极连接至开关晶体管的源极，恒流源的负极作为电池阻抗测量单元的第二输出端，用于生成特定幅值和频率的电流。开关晶体管的栅极与控制信号生成单元116的第一输出端连接，以及开关晶体管的漏极作为电池阻抗测量单元100的第一输出端，其中，开关晶体管根据栅极接收到的脉冲控制信号导通或截止，使得开关晶体管生成特频电流。
41.电池阻抗测量单元100还包括n组电池阻抗测量开关，每组电池阻抗测量开关包括对应的正极侧电池阻抗测量开关k1+、k2+、
…
、和kn+和负极侧电池阻抗测量开关k1-、
k2-、
…
、和kn-。每个单体电池的正极经由一组电池阻抗测量开关中的正极侧电池阻抗测量开关k1+、k2+、
…
、或kn+连接至电池阻抗测量单元100的第一输出端，以及每个单体电池的负极经由同一组电池阻抗测量开关中的负极侧电池阻抗测量开关k1-、k2-、
…
、或kn-连接至电池阻抗测量单元100的第二输出端。
42.n组电池阻抗测量开关，用于基于控制信号生成单元的第一输出端输出的测量开关控制信号，将n组电池阻抗测量开关中各组电池阻抗测量开关分时接通，以将电池阻抗测量单元100分时连接至电池阻抗测量开关接通的各个单体电池。n组电池阻抗测量开关与n个单体电池一一对应。例如，第一组电池阻抗测量开关k1+和k1-对应于电池1，第二组电池阻抗测量开关k2+和k2-对应于电池2，
…
，以及第n组电池阻抗测量开关k2+和k2-对应于电池n。
43.电池分组单元112的输入端与电池阻抗测量单元的输出端连接，用于根据n个单体电池的阻抗将n个单体电池划分为n/2个单体电池对，并根据n/2个单体电池对的阻抗生成不同幅值和频率的高频振荡波形信号并经由pwm输出接口输出该不同幅值和频率的高频振荡波形信号。处理器110包括开关信号接口a、开关信号接口b、模拟量采集接口和pwm输出接口。处理器110用于生成测量开关控制信号和脉冲控制信号并经由开关信号接口a(即，控制信号生成单元116的第一输出端)同步输出测量开关控制信号和脉冲控制信号。处理器110在对一个单体电池对进行第一次修复的过程中，生成第一选择开关控制信号并经由其开关信号接口b(即，控制信号生成单元116的第二输出端)输出第一选择开关控制信号。控制信号生成单元116在对同一个单体电池对进行接下来的第二次修复的过程中，生成第二选择开关控制信号并经由其开关信号接口b输出第二选择开关控制信号。电池分组单元112用于对蓄电池组中n个单体电池的阻抗进行比较配对，并将阻抗相同或相近的两个单体电池作为一个单体电池对并存储每个单体电池对的位置信息，其中，第一单体电池对至第n/2单体电池对中的任一个单体电池对均包括第一单体电池和第二单体电池。
44.同步控制功放单元120，其输入端与处理器110的pwm输出接口(即，pwm生成单元114的输出端)连接，其第一输出端和第二输出端以交替的方式分时连接至第一单体电池对至第n/2单体电池对，用于将高频振荡波形信号转换为波形方向相反的两个高频振荡波形。
45.参考图4，同步控制功放单元120包括：反相电路、第一隔离功放模块pa1、正向跟随电路和第二隔离功放模块pa2。反相电路的输入端与pwm生成单元114的输出端连接，反相电路的输出端连接至第一隔离功放模块的输入端。第一隔离功放模块pa1用于将相位相反幅值相等的高频振荡波形信号进行隔离放大，并经由第一隔离功放模块pa1的输出端输出第一高频振荡波形信号。正向跟随电路的输入端与pwm生成单元114的输出端连接，正向跟随电路的输出端连接至第一隔离功放模块的输入端。第二隔离功放模块pa2用于将相位相同幅值相等的高频振荡波形信号进行隔离放大，并经由第二隔离功放模块pa2的输出端输出第二高频振荡波形信号。
46.正向跟随电路包括第一运算放大器u12b和第一电阻器r1。第一运算放大器u12b的反相输入端连接至第一运算放大器u12b的输出端；第一运算放大器u12b的正相输入端经由第一电阻器r1与pwm生成单元114的输出端连接。反相电路包括第二运算放大器u12a、第二电阻器r2和第三电阻器r3。第二运算放大器u12a的正相输入端接地，第二运算放大器u12a的反相输入端经由第二电阻器r2与pwm生成单元114的输出端连接，第二运算放大器u12a的
输出端经由第三电阻器r3连接至第二运算放大器的反相输入端。
47.同步控制功放单元120还包括第一n组开关对和第二n组开关对，第一n组开关对k1-1、k2-1、
…
、和kn-1中的每个开关对包括第一正极侧开关k1-1+、k2-1+、
…
、或kn-1+和第一负极侧开关k1-1-、k2-1-、
…
、或kn-1-，以及第二n组开关对k1-2、k2-2、
…
、和kn-2中的每个开关对包括第二正极侧开关k1-2+、k2-2+、
…
、或kn-2+和第二负极侧开关k1-2-、k2-2-、
…
、或kn-2-。蓄电池组中每个单体电池经由第一n组开关对k1-1、k2-1、
…
、和kn-1中一组开关对的第一正极侧开关和第一负极侧开关连接至第一隔离功放模块pa1的输出端，以及经由第二n组开关对k1-2、k2-2、
…
、和kn-2中一组开关对的第二正极侧开关和第二负极侧开关连接至第二隔离功放模块pa2的输出端。
48.在对一个单体电池对进行第一次修复的过程中，第一n组开关对k1-1、k2-1、
…
、和kn-1中与第一单体电池连接的第一正极侧开关k1-1+、k2-1+、
…
、或kn-1+和第一负极侧开关k1-1-、k2-1-、
…
、或kn-1-根据第一选择开关控制信号接通，使得第一单体电池经由接通的第一正极侧开关和第一负极侧开关连接至第一隔离功放模块pa1的输出端，以及第二n组开关对k1-2、k2-2、
…
、和kn-2中与第二单体电池连接的第二正极侧开关k1-2+、k2-2+、
…
、或kn-2+和第二负极侧开关k1-2-、k2-2-、
…
、或kn-2-根据第一选择开关控制信号接通，使得第二单体电池经由接通的第二正极侧开关和第二负极侧开关连接至第二隔离功放模块pa2的输出端。
49.第二n组开关对k1-2、k2-2、
…
、和kn-2中与第一单体电池连接的第二正极侧开关k1-2+、k2-2+、
…
、或kn-2+和第二负极侧开关k1-2-、k2-2-、
…
、或kn-2-根据第二选择开关控制信号接通，使得第一单体电池经由接通的第二正极侧开关和第二负极侧开关连接至第二隔离功放模块pa2的输出端，以及第一n组开关对k1-1、k2-1、
…
、和kn-1中与第二单体电池连接的第一正极侧开关k1-1+、k2-1+、
…
、或kn-1+和第一负极侧开关k1-1-、k2-1-、
…
、或kn-1-根据第二选择开关控制信号接通，使得第二单体电池经由接通的第一正极侧开关k1-1+、k2-1+、
…
、或kn-1+和第一负极侧开关k1-1-、k2-1-、
…
、或kn-1-连接至第一隔离功放模块pa1的输出端。
50.下文中，参考图1至图4，以具体实例的方式，对根据本实用新型实施例的抑制纹波的蓄电池组在线修复装置进行详细描述。
51.抑制纹波的蓄电池组在线修复装置解决现有蓄电池在线修复时产生的纹波对运行的设备和环境的纹波干扰的问题，从根本上解决蓄电池在线维护设备使用的安全性。
52.抑制纹波的蓄电池组在线修复装置包括电池阻抗测试单元100、处理器110、同步控制功放单元120、整组电池单元130。首先通过电池阻抗测量单元100对整组电池中不同的电池进行阻抗测量，筛选出阻抗相近电池并进行分组配对，将阻抗相同或相近的两个电池作为一对进行修复，通过处理器110产生高频振荡波形信号施加到高频振荡波形同步控制功放单元120，对前述配对的两个电池同步施加高频振荡波形进行修复，同步控制功放单元120保证向一对电池同时输出幅度相等相位相反的脉冲波形，达到整体产生的纹波接近于零纹波输出的电路设计效果。处理器110分时控制向配对好的整组电池的所有电池施加高频振荡波形进行修复，直至完成整体的修复效果。
53.上述技术方案的有益效果如下：装置的电池阻抗测试单元100、同步控制功放单元120与整组电池中的各个单体电池的正负极，均采用可控制的电子或机械开关连接，电池阻
抗测量功能和同步控制功放输出功能均为分时控制投入，在不投入使用时与各单体电池完全断开，不存在电气连接，区别于其他电池在线维护设备一直连接到电池线路上，最大程度地降低了修复系统静态运行对环境和连接到电池上的其他设备的干扰影响。
54.电池阻抗测试单元100为降低测量阻抗时脉冲信号对环境和连接的电池供电的设备的干扰，电池阻抗测试单元100到电池正负极的连接线是带屏蔽层接地的双绞线，所施加的交流信号为幅值1.2a、频率110hz的恒流信号。
55.电池阻抗测量单元100通过双重开关控制产生测量信号，恒流源开关kz由处理器110发出控制脉冲导通，输出恒流源的脉冲电流，电池阻抗测量开关k1-kn负责将脉冲电流信号分时施加到电池1-电池n；同步地，在脉冲电流施加到电池两端的相同时刻，处理器110启动模拟量信号采集。处理器110控制的恒流源开关脉冲、电池阻抗测量开关控制信号和模拟量采集动作是同时刻启动进行的，保证信号的同步性。进一步地，在测量一个电池阻抗时，整组电池中其他电池均处于断开状态，保证了各个单体电池的恒流信号施加时互相断开，不会产生信号分流或信号窜扰。
56.参考图1，抑制纹波的蓄电池组在线修复装置包括电池阻抗测试单100、处理器110、同步控制功放单元120和整组电池单元130。首先通过电池阻抗测量单元100对整组电池单元130中不同的电池进行阻抗测量，筛选出阻抗相近电池并进行分组配对，将阻抗相同或相近的两个电池作为一对进行修复，通过处理器110产生高频振荡波形信号施加到高频振荡波形同步控制功放单元120，对前述配对的两个电池同步施加高频振荡波形进行修复，同步控制功放单元120保证向一对电池同时输出幅度相等相位相反的脉冲波形，达到整体产生的纹波接近于零纹波输出的电路设计效果。处理器110分时控制向配对好的整组电池的所有电池施加高频振荡波形进行修复，直至完成整体的修复效果。
57.上述技术方案的有益效果如下：装置的电池阻抗测试单元100、同步控制功放单元120与整组电池中单元130的各个单体电池的正负极，均采用可控制的电子或机械开关连接，电池阻抗测量功能和同步控制功放输出功能均为分时控制投入，在不投入使用时与各单体电池完全断开，不存在电气连接，区别于其他电池在线维护设备一直连接到电池线路上，最大程度地降低了修复系统静态运行对环境和连接到电池上的其他设备的干扰影响。
58.参考图2，为降低测量阻抗时脉冲信号对环境和连接的电池供电的设备的干扰，电池阻抗测试单元100到电池正负极的连接线是带屏蔽层接地的双绞线，所施加的交流信号为幅值1.2a、频率110hz的恒流信号。处理器110通过开关信号接口a来控制恒流源开关kz和电池阻抗测量开关k1-kn，处理器110通过模拟量采集接口通过带屏蔽的双绞线连接到恒流源的输出信号。
59.参考图2，电池阻抗测量单元100，通过双重开关控制产生测量信号，恒流源开关kz由处理器110发出控制脉冲后导通，输出恒流源的脉冲电流，电池阻抗测量开关k1-kn进行电池1-电池n的选择导通；将脉冲电流信号分时施加到电池1-电池n；同步地，在脉冲电流施加到电池两端的相同时刻，处理器110启动模拟量信号采集。处理器110控制的恒流源开关脉冲、电池阻抗测量开关控制信号和模拟量采集动作是同时刻启动进行的，保证信号的同步性。进一步地，在测量一个电池阻抗时，整组电池中其他电池均处于断开状态，保证了各个单体电池的恒流信号施加时互相断开，不会产生信号分流或信号窜扰。
60.经过对整组电池单元130中各单体电池阻抗测量完成后，处理器110对各单体电池
的阻抗进行软件比对分析，将两个阻抗最为接近的两个电池作为一对，并存储相关电池的位置信息，这样有n个电池组成的整组电池，可以分为n/2个电池对。
61.参考图4，处理器110通过pwm输出接口连接到同步控制功放单元120的pwm信号输入端子；处理器110通过开关信号接口b连接到脉冲波形信号选择开关k1-1、k1-2、k2-1、k2-2....kn-1、kn-2，控制开关是否导通；脉冲波形信号选择开关k1-1、k1-2一端并联连接到整组电池单元130中电池1的正负极，k1-1的另一端连接到隔离功放模块pa1的信号输出，k1-2的另一端连接到隔离功放模块pa2的信号输出；进一步地，k2-1、k2-2....kn-1、kn-2按相同原则进行连接。
62.参考图3，依据不同阻抗配对好的电池组，由于阻抗不同，施加的高频振荡的波形幅值和频率也不相同，这些信息根据每次电池阻抗的测量结果存储在处理器110的存储器中。处理器110依据前述存储的信息，输出对应幅值和频率高频振荡波形到同步控制功放单元120的pwm信号输入端子。高频振荡波形由不同频率和幅值的波形组成，其低频部分振幅大，高频部分振幅小。这样，才能保证大硫酸铅结晶获得的能量大，小硫酸铅结晶获得的能量小，确保不同形态的结晶体均能被击碎，重新参与化学反应，达到修复目的。
63.参考图4，pwm信号输入端子通过电阻r1连接到运放芯片u12b引脚5，u12b的引脚6、7连接在一起，组成正向跟随电路；u12b的引脚7连接到隔离功放模块pa2，引脚7信号与pwm脉冲波形信号端子完全一致。pwm信号输入端子通过电阻r2连接到运放芯片u12a引脚2，u12a的引脚2、1通过电阻r3连接在一起，组成反向电路；u12a的引脚1连接到隔离功放模块pa，引脚1信号与pwm脉冲波形信号端子相位相反幅值相等。正向跟随电路和反向电路保证了信号的硬件传输延时时间一致，确保相位相差180度；反向电路采用1.0的放大系数，保证了信号幅值相等。
64.同步控制功放单元120的隔离功放模块pa1和pa2，所选硬件参数一致，有相同的放大倍数，相同的硬件延时电路，参考图4，保证信号经过隔离功放模块pa1和pa2隔离放大后输出的电池修复所需的高频振荡波形相位相反，幅值相等。
65.整组电池中的各个单体电池，其正负极通过屏蔽的信号线连接到两对电子或机械开关上，通过这两对开关另一端分别连接到隔离功放模块pa1和pa2的高频振荡波形输出回路；进行电池修复时，由处理器选择控制其中的一对开关闭合与pa1或pa2的高频振荡波形输出回路联通，实现电池的高频振荡波形修复。
66.处理器110同步启动pwm高频振荡波形输出和闭合整组电池中配对好的一组阻抗相近的两个单体电池所连接的开关，进一步地，如果其中一个单体电池接入pa1高频振荡波形输出回路，则另一个单体电池接入pa2高频振荡波形输出回路。由于此对电池阻抗相近，电压相位相反，生成的电流方向相反，体现到整组电池的对外输出纹波接近为零。
67.处理器110分时进行整组电池的n/2对的电池修复，对同一对电池，若第一次修复时，其中电池1接入pa1高频振荡波形输出回路，电池2接入pa2高频振荡波形输出回路；则在接下来的第二次修复时，电池1接入pa2高频振荡波形输出回路，电池2接入pa1高频振荡波形输出回路。如此周期循环进行电池修复。保证电池修复过程中施加的高频振荡波形首个波形方向，既有正方向脉冲、又有反方向脉冲，保证了修复效果的均衡性。
68.在完成一个时间周期(例如24小时为一周期)的修复后，处理器110重新启动电池内阻测量，根据修复后的电池内阻差异重新对整组电池中的各单体电池进行配对，然后再
按上述描述进行修复，保证经过一个时间周期修复后纹波输出效果保持在一个较低水平。
69.处理器110施加的pwm波形信号幅值和频率可根据各对电池内阻的不同，进行动态的调整。
70.与现有技术相比，本实用新型至少可实现如下有益效果之一：
71.1、抑制纹波的蓄电池组在线修复装置通过对整组电池中的各个电池进行阻抗测量，将阻抗相近的两个电池作为一对进行修复，提高了整组电池的修复效率，同时因为施加的高频振荡波形幅值相等相位相反，叠加产生在整组电池上的纹波效果接近为零；一种蓄电池在线整组修复纹波抑制电路和方法彻底解决了铅酸蓄电池在线维护产生的纹波干扰影响的技术难题。
72.2、抑制纹波的蓄电池组在线修复装置由于在线维修时施加的高频振荡波形幅值相等相位相反的电路设计特征，对应硫酸铅晶体体积大、内阻高的一对电池，可以适当提高低频脉冲的幅值，而不会产生大的纹波干扰，为整组在线维护技术提供了维护范围更大的技术优势。
73.3、抑制纹波的蓄电池组在线修复装置由于在线维修时施加的高频振荡波形幅值相等相位相反的电路设计特征，解决了由于针对大结晶体和小结晶体提供的幅值频率波形特征不一样，导致采用的硬件滤波办法无法适应和完全解决纹波的产生和对系统、环境的纹波干扰问题。施加到待修复一对电池上的波形，无论频率和幅值数值如何变化，均有幅值相同、相位相反的波形同步施加的电池上，整组电池的纹波叠加效果维持在一个极低的水平。
74.本领域技术人员可以理解，上述实施例中处理器所涉及的程序/软件为现有技术常见的方法，如将现有根据n个单体电池的阻抗将n个单体电池划分为n/2个单体电池对，生成不同幅值和频率的高频振荡波形信号，生成并输出测量开关控制信号和脉冲控制信号、第一选择开关控制信号、第二选择开关控制信号中的方法在处理器中运行即可。本实用新型不涉及任何软件方面的改进。本实用新型仅需要将各个具有相应功能的装置通过本实用新型实施例所给出的连接关系进行连接即可，其中并不涉及任何程序软件方面的改进。而至于各个相应功能的硬件装置之间的连接方式，均是本领域技术人员可以采用现有技术实现的，在此不做详细说明。
75.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。