CN102931444A - 通讯基站蓄电池智能在线除硫器 - Google Patents

Abstract

本发明提出的是通讯基站蓄电池智能在线除硫器。在除硫器壳体内装有控制显示电路板，并与脉冲发生器电路相连接，脉冲发生器引出线与除硫接线端子相互连接，除硫接线端子上设有多对接线口，在除硫器壳体正面设有面板，在面板的上部装有数码显示屏，其一侧设有总电压指示灯，在面板的下部装有多个按钮，构成按钮组，在按钮组的一侧设有除硫指示灯，在除硫器壳体下部设有输入输出接口，通讯接口和连线器，连线器上插有除硫脉冲连线。本发明应用电子脉冲扫频振荡原理，利用在线除硫器对蓄电池进行除硫，杜绝硫酸铅颗粒的生成，从而，改善蓄电池的充放电性能，提高使用寿命，降低能耗，减少污染。适宜作为蓄电池维护的装置应用。

Description

通讯基站蓄电池智能在线除硫器

技术领域

本发明提出的是电子技术应用领域的产品，具体地说是通讯基站蓄电池智能在线除硫器。

背景技术

随着近年铅酸蓄电池的发展，大型阀控密封式铅酸蓄电池(VRLA)以其封闭构造维护压力小和不污染周围环境等显著优势，已基本取代老式防酸隔爆型电池，称为大容量固定电池的首选。但号称“免维护”的阀控密封式铅酸蓄电池也同样存在着不少问题，其中硫化现象是蓄电池比较突出的问题，直接影响蓄电池的寿命和供电能力。

铅酸蓄电池的硫化现象，铅酸蓄电池在正常的工作环境下，正常的铅酸蓄电池在放电时形成硫酸铅结晶，充电时能还原为铅。

但如果使用和维护不善，在负极板上就会逐渐形成一种粗大而坚硬地硫酸铅结晶附着于极板表面，这种硫酸铅用常规的方法充电很难还原，这种现象通常发生在负极，被称为“不可逆硫酸盐化”，简称“硫化”。

铅酸电池硫化现象硫化后，表现现象如下：

（1）、蓄电池的内阻增大，由于硫酸铅晶体导电性差、体积大，会堵塞活性物质的细孔，阻碍电解液的渗透和扩散作用，从而导致了蓄电池内阻的增大 ；

（2）、蓄电池充电能力下降 ，在充电时结晶硫酸铅不易转化为二氧化铅和海绵状的铅，导致充电较未硫化前电压提前到达充电终止电压，且充电电流越大越明显。充电过程中有产生气泡，充电温升增快，严重时可导致充不进电；

（3）、酸液密度低于正常值 ，硫酸铅晶体无法通过充电还原成硫酸电解液自然导致了密度的降低；

（4）、蓄电池放电容量下降，放电电流越大容量下降越明显，缩短蓄电池的后备供电时间和使用寿命；

（5）、蓄电池单体一致性对电池容量的影响，单体电池性能的优劣直接影响到整组电池的充放电特性，电池是一个储能体，如果把每块单体电池看作一块木板，整组电池就如同24块木板拼成的木桶，这个木桶的储存容量就由这24个木板最短者决定，也就是说电池组的储能由24节单体电池最差者决定的，可见电池组中各单体电池均匀性很重要。

发明内容

为了克服铅酸电池硫化现象的发生，本发明提出了通讯基站蓄电池智能在线除硫器。该除硫器利用电子脉冲扫频振荡原理，除硫器壳体内设置脉冲电流发生器，并通过相应的接口与蓄电池的正负极相连接，解决电子脉冲振荡扫频对蓄电池进行除硫的技术问题。

本发明解决技术问题所采用的方案是：

在除硫器壳体内装有控制显示电路板，并与脉冲发生器电路相连接，脉冲发生器引出线与除硫接线端子相互连接，除硫接线端子上设有多对接线口，在除硫器壳体正面设有面板，在面板的上部装有数码显示屏，其一侧设有总电压指示灯，在面板的下部装有多个按钮，构成按钮组，在按钮组的一侧设有除硫指示灯，在除硫器壳体下部设有输入输出接口，通讯接口和连线器，连线器上插有除硫脉冲连线。

积极效果，本发明应用电子脉冲扫频振荡原理，利用在线除硫器对蓄电池进行除硫，杜绝硫酸铅颗粒的生成，从而，改善蓄电池的充放电性能，提高使用寿命，降低能耗，减少污染。适宜作为蓄电池维护的装置应用。

附图说明

图1为本发明除硫器外形图

图2为本发明除硫器结构蓄电池连接示意图

图中，1.除硫器壳体，1.1.控制显示电路板，1.2.脉冲发生器，2.面板，3.按钮，4.数码显示屏，5.总电压指示灯，6.除硫指示灯，7.挂口，8.输入输出接口，9.通讯接口，10.除硫接线端子，11.除硫脉冲连线。

具体实施方式

据图所示，在除硫器壳体1内装有控制显示电路板1.1，并与脉冲发生器1.2电路相连接，脉冲发生器引出线与除硫接线端子10相互连接，除硫接线端子设有多对接线口，在除硫器壳体正面设有面板2，在面板的上部装有数码显示屏4，其一侧设有总电压指示灯5，在面板的下部装有多个按钮3，构成按钮组，在按钮组的一侧设有除硫指示灯6，在除硫器壳体下部设有输入输出接口8，通讯接口9和连线器，连线器上插有除硫脉冲连线11。

按钮包括电源开关键、除硫键、模式转换按键。

数码显示屏为LED显示屏，显示值为电压，包括V1-V4。

数码显示屏分为上下两排，其中一排为电压显示，另一排为电流显示。

本发明的工作过程：

使用时，将输入输出接口与计算机连接，通讯接口与网线连接，除硫接线端子与蓄电池的正负接线柱之间连线，在除硫器壳体内装有电池。

通过计算机向除硫器的控制显示电路板上输入工作指令，除硫器启动工作，通过按钮输入相应的控制指令，控制显示电路板根据所输入的指令进行工作，在除硫器工作时，数码显示器显示电流和电压值，控制显示电路板根据输入的指令和显示的数值，启动脉冲发生器产生电脉冲，通过除硫接线端子和除硫脉冲连线与蓄电池正负极接线柱连接，对蓄电池极板进行脉冲扫频，破坏极板硫酸铅颗粒的形成环境，从而维护蓄电池的完好状态，达到蓄电池极板除硫结晶的目的。

本发明的蓄电池电子除硫原理：

形成晶体的分子结构确定以后都有谐振频率，找到谐振点施以一定的能量便可将其击碎。晶体谐振频率与晶体的尺寸大小有关，尺寸越大晶体谐振频率低，尺寸越小晶体谐振频率高。脉冲谐振除硫器采用扫频技术能够将产生正向尖峰脉冲输出到蓄电池组里，与硫酸铅晶体产生谐振效应。由于上升沿陡峭的脉冲含有丰富的谐波，而谐波又具有低频部分振幅大，高频部分小的特点，这样大的硫酸铅晶体从而获得能量大、小的硫酸铅晶体获得能量小，这样大的硫酸铅晶体较小的硫酸铅晶体更容易被振碎。从结晶硫体的重结晶过程可知道，小结晶尺寸的溶解度大于大结晶尺寸的溶解度。在脉冲除硫充电期间，大的硫酸铅晶体逐渐被振碎变为小的硫酸铅晶体，而小的硫酸晶体逐渐被溶解，从而附在电池极板上的硫酸铅晶体就慢慢消失，达到除硫效果。充电时产生的脉冲扰动，破坏了硫酸铅继续生长的条件，只要控制电流值基本不会对正极板造成损伤，是一种有别于其它的无损修复技术。

1、特有的电子脉冲扫频振荡技术，利用动态输出脉冲中丰富的高次谐波分量与无法还原成活性物质的大硫酸铅结晶体发生共振，使硫酸铅结晶体击碎为小硫酸铅结晶，通过充电过程恢复为活性物质，有效去除蓄电池硫化。

2、针对蓄电池各单体一致性差异，智能在线除硫器能够有效保持单体蓄电池之间的差异维持原有的状态，避免差异过大而形成的恶性循环。

3、在除硫过程中蓄电池智能在线除硫器实时动态的检测极板硫化程度，实时调控脉冲电流的强度，使施加于电池两端的脉冲功率始终随电池硫化程度的变化而变化，这样做即可使硫酸铅结晶有足够的谐振能量，从而消除电池硫化，又可有效保证电池出于安全的工作状态。

蓄电池智能在线除硫器的特点：

1、长期在线7×24小时实时工作方式，与蓄电池长期连接使用，减少对蓄电池日常的维护保养工作量。

2、设备安装简便、散热性良好、防电磁干扰。             

3、低纹波干扰＜40mv符合通讯行业标准，低电磁辐射符合国家标准(GB9254-2008)。

4、旧蓄电池组：只要属硫化现象报废，没有物理损坏的，即铅极板未软化、未腐烂、未脱落，未短路、未断格，有适量电解液，均可维护和再生，对已损失的容量可恢复80-90%以上。

新蓄电池组：直接使用可延长至设计使用寿命，与不加装使用除硫器维护设备的蓄电池组相比，其寿命可延长1倍以上。

5、通过在线工作方式恢复废旧电池的充放电能力，使极板始终保持全新状态，保证电池稳定的能量输出。

6、多重保护功能，对其它电路、电器设施无任何影响，减轻关联电器部件负荷，维护周边电器设备安全。

7、降低电池的内阻，缩短每次充电的时间，延长电池再充电间隔时间，节省电力消耗，同时可减少频繁充电对电池的损害。

8、提高电池的防冻能力、改善电解液的比重、降低失水、彻底消除并防止未来的硫酸盐化。

9、绿色、节能、环保、体积小、重量轻、抗低温、耐高温、抗震、安装方便、安全可靠性、产品使用寿命长。

10、减少废弃电池60%以上，有效地保护生态环境。

电气连接简单明了，无需复杂布局；设备安装方便，维护工作量小。

参数设置任意组合，可对不同厂家、不同容量的电池除硫修复。

具有过载保护、电压保护电路、浪涌保护等，工作安全可靠。可对容量不低于额定容量40%的蓄电池组有效除硫。

实时显示当前除硫器的所有工作状态。

可设定除硫器开停机时间。

可任意设定除硫器除硫工作模式和关机模式。

到达设置除硫时间，电压、电流、功率、时间自动降低至最小档；时间自动清零，进行下一次记录状态。

蓄电池智能在线除硫器的电气、机械安装调试按照以下步骤进行：

1、将蓄电池智能在线除硫器安装在蓄电池组的出线附近墙体上。

2、按照接线图将蓄电池智能在线除硫器的输出线接入蓄电池组的2个接点上。注意先接除硫器端，后接电池端，注意正负不能接错。

3、接好电源线后，按下电源开关按键，根据蓄电池组现有容量设置工作电压、工作电流、功率，除硫器开始工作。

4、如果除硫器一直未显示输出总电压，则表明输出接线有误，除硫器未进入除硫工作状态，应检查接线。

5、确认无误后，除硫器开始进入除硫工作状态。可通过电压表和电流表测量除硫器输出的电压和电流，对设备工作状态进行记录。

本发明产品技术参数：

工作电压 DC 48V±25%；

最大输出直流电压60V；

输出直流电压范围30V—60V；

最大输出脉冲电流10A；

输出脉冲电流范围1A—10A；

输出路数四路，每路12V；

输出脉冲频率6.3KHZ～8.3KHZ；

脉冲带宽25微秒；

纹波干扰<40mV。

除硫参数设置：

电流显示：除硫时显示输出脉冲电流，在非除硫状态，显示----。

电压显示：与各指示灯配合显示蓄电池总电压，或1-6节电池电压、7-12节电池电压、13-18节电池电压、19-24节电池电压。

V1-V4指示灯：

V1指示灯亮，LED显示屏电压显示值为1-6节电池电压值。

V2指示灯亮，LED显示屏电压显示值为7-12节电池电压值。

V3指示灯亮，LED显示屏电压显示值为13-18节电池电压值。

V4指示灯亮，LED显示屏电压显示值为19-24节电池电压值。

总电压指示灯：

总电压指示灯亮，LED显示屏电压显示值为整组电池端电压。

除硫指示灯：

表示除硫器内部除硫模块的工作状态。正常情况下，当总电压指示灯点亮状态下，除硫1-除硫4指示灯依次闪烁，表示分别对4段电池进行除硫。

模式切换按键：通过该按键可以设置除硫和不除硫模式的切换。

输入输出接口及通讯接口：

电源开关键：用于控制除硫装置电源的通断。

RS232接口：通过该接口与PC连接，可实现除流器状态本地读取和参数设置下发和程序升级。同时通过此接口可以将除硫器纳入到动环监控中，监测内容包括1-6节电池电压、7-12节电池电压，13-18节电池电压，19-24节电池电压，蓄电池总电压，除硫电流，除硫状态，除硫模式切换设置等。

蓄电池智能在线除硫器的电气、机械安装调试按照以下步骤进行：

将蓄电池智能在线除硫器安装在蓄电池组的出线附近墙体上。

按照接线图将蓄电池智能在线除硫器的输出线接入蓄电池组的5个接点上。注意先接除硫器端，后接电池端，注意正负不能接错。

接好电源线后，按下电源开关按键，除硫器开始工作。

仔细观察LED显示屏和指示灯状态，此时LED显示屏依次显示每6节电池的电压和总电压，如果除硫器一直未显示输出总电压，则表明输出接线有误，除硫器未进入除硫工作状态，应检查接线。

根据接入动环监控的需要，长按模式切换键3秒，进行除硫器地址设置，可以设置1-9。

注意模式切换按键的使用，当按下该键，电流显示区显示电流值则表示是在除硫状态，当电流显示区显示的是“----”表示是在非除硫状态。

确认无误后，除硫器开始进入除硫工作状态。可通过电压表和电流表测量除硫器输出的电压和电流，对设备工作状态进行记录。

Claims (3)

1. 通讯基站蓄电池智能在线除硫器，其特征是：在除硫器壳体（1）内装有控制显示电路板（1.1），并与脉冲发生器（1.2）电路相连接，脉冲发生器引出线与除硫接线端子（10）相互连接，除硫接线端子设有多对接线口，在除硫器壳体正面设有面板（2），在面板的上部装有数码显示屏（4），其一侧设有总电压指示灯（5），在面板的下部装有多个按钮（3），构成按钮组，在按钮组的一侧设有除硫指示灯（6），在除硫器壳体下部设有输入输出接口（8），通讯接口（9）和连线器，连线器上插有除硫脉冲连线（11）。

2.根据权利要求1所述的通讯基站蓄电池智能在线除硫器，其特征是：按钮包括电源开关键、除硫键、模式转换按键。

3.根据权利要求1所述的通讯基站蓄电池智能在线除硫器，其特征是：数码显示屏分为上下两排，其中一排为电压显示，另一排为电流显示，数码显示屏为LED显示屏。

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