基本信息
- 项目名称：
- 铅酸蓄电池容量检测修复一体机
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- “铅酸蓄电池容量检测修复一体机”主要是对使用中的铅酸蓄电池进行维护保养或因硫化而导致容量失效的铅酸蓄电池进行修复；同时还可以对蓄电池的容量进行精确的检测，真正实现一机多用。
- 详细介绍：
- 本系统由PWM脉冲控制电路和高频场效应管提供蓄电池的高频修复脉冲，可以根据不同蓄电池的容量适量调整修复脉冲宽度和脉冲频率以及脉冲电流的大小。检测部分并采恒流电子负载实现蓄电池的恒流放电及对蓄电池放电电压的检测，实现蓄电池容量的精确检测。整个过程由数显仪表精确显示蓄电池修复和放电过程电压和电流量，以及蓄电池的容量,让用户使用更加直观方便。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 电动车的普及范围越来越广，已经进入众多家庭。大部分的电动车都是使用铅酸蓄电池供电，由于使用者在使用过程中对铅酸蓄电池没有进行有效的管理和维护，使得铅酸蓄电池使用寿命和设计寿命相差很大，往往在使用半年以后就出现容量明显降低，使用一年的铅酸蓄电池容量丢失程度非常严重，再加上过放电、过充电以及瞬间大电流拉伤极板等原因导致铅酸蓄电池过早报废，极大的浪费了资源，也对环境造成了一定的污染。 然而绝大部分蓄电池的容量下降都是由极板硫化导致，而绝大部分硫化如能及时正确的修复保养是可以恢复的。我们针对蓄电池使用中出现的问题，设计制作了这款体积小、成本低的专业级维修设备—“铅酸蓄电池容量检测修复一体机”实现对铅酸蓄电池的容量检测和修复。 技术关键在于产生高频脉冲的频率和脉冲宽度的控制，只有适当的脉冲频率和脉冲宽度与电池极板的硫酸铅结晶谐振，才能溶解极板上的硫酸铅结晶，达到恢复因硫酸盐化造成容量下降的蓄电池的容量，延长电池使用寿命。 在电池放电过程中用单片机实现对电池的自动检测，恒流放电，无需人工操作，以及实现电池在充电中修复其容量。 系统工作的整个过程中的蓄电池压电流参数以及放电时间，蓄电池检测的容量值，均用数字显示，避免切换观察的麻烦。 系统将专业级蓄电池容量检测和蓄电池修复功能融为一体，体积小，使用简单，方便直观，成本费用少，可以让本产品进入家庭使用。
科学性、先进性
- “铅酸蓄电池容量检测修复一体机”是在对“高频脉冲”和“复合式谐振脉冲”两种方案综合研究的基础上，去除不必要的电路部分，在保持修复效果的基础上做到尽量简化电路结构，重新开发设计的新型“复合式谐振脉冲”修复方案，打破定频调宽的单一方法，在调节修复脉宽的同时对脉冲的频率也带有适当的调整，以适应不同硫化程度的蓄电池的修复。 而市场上的大部分修复产品价格较高，功能单一，目前市场上同类产品少则上千，多则上万元，体积偏大。不利于普及和家庭的使用，我们把蓄电池的修复和容量检测两个产品和二为一，检测时，恒流放电及对电压的实时监测，到达设定值自动停止，使得电池不会因过放电而损毁，系统工作全过程均有数字显示，一目了然，真正一举多得。仪器体积小巧轻便，成本较低，功能完善，适合众多家庭使用。
获奖情况及鉴定结果
- 在本院专家组的评审中被评为优秀作品
作品所处阶段
- 设计完成成品
技术转让方式
- 双方洽谈或申请专利后转让
作品可展示的形式
- 样品 现场演示 实物
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- “铅酸蓄电池容量检测修复一体机” 检测操作： 1. 功能按钮K0打开，Ｌ开始闪烁 2.将K1、K2拨到检测侧（即左侧），调节旋钮A至最小。 3.连接好蓄电池插入检测容量侧的正（G1）负（G2）极引线插孔。4.轻按启动，Ｌ熄灭即开始放电，调节旋钮A调节放电电流的大小，电流表显示放电电流值，电压表显示蓄电池电压，时间／容量表显示时间。 修复操作： 1. 功能按钮K0关闭，Ｌ熄灭，将K1、K2拨到修复侧（即右侧），调节旋钮Ｂ至最小。2. 连接好蓄电池插入修复侧的正（X1）负（X2）极引线插孔。3. 调节旋钮B调节脉宽来调节修复电流的大小，电流表电压表分别显示充电电流平均值和蓄电池电压。 以电动车为例：目前电动车铅酸电池的使用寿命都在一年多点，每组价格在500-1000元之间。使用本仪器定期对蓄电池进行修复保养的电池使用寿命在2-3年以上。 更换一组(4只)20AH的蓄电池市场价600元左右每个月的损耗费就是600÷18＝33.3元！ 如果蓄电池多用一年，就省400元！
同类课题研究水平概述
- 当前国内外对于铅酸蓄电池容量修复的研究主要有以下几种： 1.大电流充电：采用大电流充电，使大的硫酸铅结晶产生负阻击穿来溶解的方法，实验中发现，这种消除硫化只可以获得暂时的效果，并且会在消除硫化过程中带来加重失水和正极板软化问题，对电池寿命造成严重损伤。 2.负脉冲：此方法应用至今已有30多年历史，原理是在充电过程中加入负脉冲，对减低电池温升有作用，但对＂硫化＂的修复效果不明显，其修复率为20％左右，目前采用较多，属淘汰技术。 3.添加活性剂：采用化学方法，消除硫酸铅结晶，不仅成本高，增加电池内阻，并且还改变了电解液的原结构，修复后的使用期较短，其修复率约为45%左右。 4.高频脉冲：采用脉冲波使硫酸铅结晶体重新转化为晶体细小、电化学性高的可逆硫酸铅，使其能正常参与充放电的化学反应，修复率约为60%左右，较负脉冲效果好。但因其修复时间长，需数十小时以上，甚至一周的时间，效率较低，对严重“硫化”的蓄电池修复不了，且技术简单，目前有许多厂家在使用。 5.串联式修复：无法准确判断每块电池性能的好坏，对整体串联电池组采用恒流恒压充电机串联充电修复 ，仅能起到简单的充电作用，去硫化效率和修复效果极差。 6.复合式谐振脉冲：合理的控制修复脉冲的前沿，利用充电脉冲中的高次谐波与大的硫酸铅结晶谐振的方法，在修复过程中消除电池硫化，利用这种方法修复效率高，对电池损伤小，极大的延长电池使用寿命。
