[發明專利]一種正負脈沖式蓄電池快充發電機

在審

• 申請號: 202010016691.X
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111092474A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 白俠斌;白晶輝;王云
• 申請（專利權）人: 北京貝源白氏電機研究所
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J7/14;H02K3/12;H02K3/28;H02K1/16;H02K11/04;H02K11/049;B60L53/00
• 代理公司: 濟南信達專利事務所有限公司 37100
• 代理人: 姜明

本發明提供一種正負脈沖式蓄電池快充發電機，包括轉子、定子鐵芯、定子繞組和橋式整流器，其特征在于定子繞組的漆包線分段鑲嵌在定子鐵芯的線槽之中，每個定子繞組的漆包線段各自獨立形成回路，每個定子繞組的漆包線段回路的兩根漆包線接頭與一個橋式整流器的交流電輸入端連接，橋式整流器的正負極輸出通過并聯構成蓄電池正負脈沖快充電輸出，本發明的有益效果是：提高蓄電池的充電效率，縮短充電時間，去除蓄電池極板極化和硫化，延長蓄電池使用壽命，降低事故率，減少維修成本，提高電動汽車行駛里程，有利于新能源電動汽車的推廣普及。

技術領域

本發明涉及電動機發電機控制技術領域,具體地說是一種正負脈沖式蓄電池快充發電機。

背景技術

蓄電池如何使用壽命長，唯一的方法是不能讓蓄電池過度放電，通俗的說法是蓄電池虧電，仿制蓄電池虧電的方法是要經常為蓄電池充電，即在充電時,也要間斷的對電池脈沖放電，理論上在充電時蓄電池中產生的極化電壓會阻礙其本身的充電，特別是快充后期，使出氣率和溫升顯著升高，極化電壓的大小是隨充電電流的變化而改變的。當停止充電時，電阻極化消失濃差極化和電化學極化亦逐漸減弱；而如果為蓄電池提供一條放電通道讓其反向放電，則電化學極化將迅速消失，同時蓄電池內溫度也因放電而降低。因此，蓄電池充電過程中，適時地暫停充電，并且適當地加入放電脈沖，就可迅速而有效地消除各種極化電壓，從而提高充電速度。

因此，快速充電時，為了減少失水，降低溫度，降低充電限壓，且電路構成簡單，負脈沖充電器成為目前許多廠家的首選。

然而，其對去硫化、均衡作用甚微，且耗能大發熱大，負脈沖充電器也不是理想充電模式。所謂的負脈沖只不過是間歇充電，或充電電流沒中斷時放電，電池真正放電甚少，效果小，宣傳炒作成分大。

另外一種是正脈沖充電，是采用高壓大電流瞬間正脈沖方式，主要作用為去硫化，對電池因硫化而容量降低的修復效果明顯，目前市場上電池修復機的主要工作途徑理論上的正脈沖去硫化機理為:電池放電時其負極的鉛與硫酸反應生成硫酸鉛，剛生成的硫酸鉛以可溶、導電的離子態存在如沒有及時給以充電還原，硫酸鉛分子就會相互結合形成難溶、絕緣的大分子硫酸鉛晶體，形成電池的不可擬硫酸鹽化-硫化。

從固體物理上來講，任何絕緣層在足夠高的電壓下都可以擊穿。一旦絕緣層被擊穿，粗大的硫酸鉛就會呈現導電狀態,電流的強氧化還原作用下重新生成鉛和硫酸，參加電化學反應。如果脈沖寬度足夠短，就可以在保證擊穿粗大硫酸鉛結晶的條件下，同時發生的微充電來不及形成析氣。這樣，就可在無損電池的前提下實現脈沖消除硫化。

實現正脈沖去硫化的最佳時段為充電后期，即三段式的涓流保壓段，此時加以的高壓脈沖電流被吸收分流相對少，因為脈沖寬度比較窄，還有其它物質的分流，作用于去硫化的能量有限，短時的正脈沖去硫化修復作用是有限的長期使用脈沖修復式充電器效果會更好。

由于鎳鎘電池在常規充電時容易極化，常規恒壓或恒流充電均會使電解液持續產生氫氧氣體，其氧氣在內部高壓作用下，滲透至負極與鎘板作用生成CdO,造成極板有效容量下降。脈沖充電一般采用充與放的方法，即脈沖頻率是正充電脈沖大于負充電脈沖，比例控制在12:1，這樣充電過程產生的氧氣在放電脈沖下將大部分被還原成電解液,可使析氣量大大降低，減少析氣量可以使濃差極化和歐姆極化自然而然地得到消除，從而減輕了鉛酸蓄電池的內壓，使下一階段的脈沖恒流充電更加順利地進行，從而使鉛酸蓄電池可以吸收更多的電量。

間歇脈沖使鉛酸蓄電池有較充分的化學反應時間，從而減少了充電過程中鉛酸蓄電池的析氣量，提高了鉛酸蓄電池的充電電流可接受能力。這種充電方法會使鉛酸蓄電池在充電過程中所產生的氧氣和氫氣在停止充電脈沖下，大部分析出的氧氣和氫氣又被還原成了電解液，這不僅減少了鉛酸蓄電池在充電過程中內部電化學副反應--水的電解所產生的析氣量，而且對已經嚴重極化而引起失效的鉛酸蓄電池還有修復作用，在使用本充電方法對失效的鉛酸蓄電池充放電5-10次后，會使鉛酸蓄電池的容量逐漸的恢復