一种模拟雷电储能闪击的蓄电池充电方法及充电器

技术领域

本发明涉及蓄电池充电的技术领域，特别涉及一种模拟雷电储能闪击的蓄电池充电方法及充电器。

背景技术

众所周知，现有的蓄电池充电器充电时间很慢，而随着社会生活水平的不断提高，人们对生活中各种生产资料的要求也越来越高，现有的充电器已不能满足客户的要求。为了满足广大客户的需求，市场上出现了一些采用高压大电流充电的充电器，例如，设置在很多公共场合的快速充电桩。在充电过程中，蓄电池会发生电解，产生化学放热反应，由于这些充电器的充电时间仍然较长，例如电动汽车一般需要十几个小时才能充满，这样，蓄电池长时间处于发热状态，导致电解液容易挥发，使用寿命严重受到影响。另外，蓄电池要求恒流充电：过大的充电电流会导致蓄电池的损坏；过小的充电电流又会导致充电过程过于缓慢，满足不了实际需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有充电方式的充电时间长、电池使用寿命受影响等不足，本发明提供一种模拟雷电储能闪击的蓄电池充电方法及充电器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种模拟雷电储能闪击的蓄电池充电方法，先将电能储存到储能模块中，然后把储能模块中的电能以闪击的方式对蓄电池充电，多次闪击，以不断对蓄电池充电。

一种模拟雷电储能闪击的蓄电池充电器，包括

储能电路，用于储存电源输出的电能；

和闪击充电模块，用于控制所述储能电路是否对所述待充电蓄电池进行闪击式放电。

还包括电压变换模块，输入端连接电源，用于将电源电压转为所需电压的交流电；

所述储能电路，输入端与所述电压变换模块的输出端连接，用于储存由电压变换模块输出的电能。

所述储能电路包括整流电路，用于将电源输出的交流电转为直流电。如果电源电压符合储能电路适用的电压，可经整流桥整流直接输入储能电路储能。

所述储能电路还包括充电电容，用于储存电能，给待充电蓄电池充电；

所述闪击充电模块包括用于控制所述电源与充电电容之间通断的第一开关，以及用于控制所述充电电容与待充电蓄电池之间通断的第二开关。

所述充电电容通过所述整流电路整流后的直流电充电。

所述充电电容作为所述储能电路的输入端，其后连接所述整流电路，所述整流电路作为所述储能电路的输出。

所述储能电路的放电功率与充电时间负相关，所述待充电蓄电池的容量和电压值、储能电路闪击次数均与充电时间正相关。根据蓄电池的性质选择不同输出电压的电压变换模块，且电压变换模块的输出电压大于蓄电池的充电饱和电压。

所述闪击充电模块中设有第一测量单元，所述第一测量单元检测储能电路的实时电压；

对储能电路充电时，当所述储能电路的实时电压未达到饱和电压，所述第二开关断开所述储能电路与待充电蓄电池的通路，第一开关连通所述电源与储能电路的通路；当所述储能电路的实时电压达到饱和电压，所述第一开关断开所述电源与储能电路的通路；

储能电路对蓄电池充电时，所述第一开关断开所述电源与储能电路的通路，第二开关连通所述储能电路与待充电蓄电池的通路；当所述储能电路的实时电压下降到关断电压，第二开关断开所述储能电路与待充电蓄电池的通路。

还包括初始开关和第二测量单元，所述初始开关控制所述储能电路是否充电储能或者控制所述储能电路是否对所述待充电蓄电池放电，所述第二测量单元检测所述待充电蓄电池的实时电压；当所述待充电蓄电池的实时电压达到饱和电压，初始开关断开；当所述待充电蓄电池的实时电压未达到饱和电压，初始开关接通。

所述初始开关设置在电压变换模块的输入端与电源之间，或者设置在电压变换模块的输出端与储能电路的输入端之间，或者储能电路中，或者储能电路的输出端与待充电蓄电池之间。

所述第一开关、第二开关和所述初始开关是手动开关、场效应管组成的电路、继电器电路、晶闸管电路、三极管电路或可编程模块组成的电路。

所述第一开关和第二开关根据设定的时间动作：

对储能电路充电时，所述第一开关连通所述电压变换模块与储能电路，且第二开关断开所述储能电路与待充电蓄电池后，开始计时；当所述储能电路与所述电压变换模块的输出端连通时间达到设定时间时，所述第一开关断开所述电压变换模块与储能电路；

所述第一开关断开所述电压变换模块与储能电路，第二开关连通所述储能电路与待充电蓄电池时，储能电路对蓄电池充电，开始计时；当所述储能电路与待充电蓄电池连通时间达到设定时间时，第二开关断开所述储能电路与待充电蓄电池。

本发明的充电器的原理是：先将电源电压输入给充电器的变压变换模块，由变压变换模块将已调整的电源输入给整流储能模块，储存电能达到设计值时再由闪击充电模块按雷电闪击原理对蓄电池充电，反复储能、闪击，将蓄电池充满。

本发明的有益效果是，本发明的一种模拟雷电储能闪击的蓄电池充电方法及充电器，先将电源电压输入充电器的电压变换模块，经整流储能模块储存；制造成模拟雷电储存区，储存量达到设计要求时由闪击充电模块将储存的电能以闪击的方式与蓄电池充电；反复储存、闪击直至充满。工作流程由模块控制、分手动、智能两种。充电速度根据不同性质、电压、容量的蓄电池设计，例如：48V、12AH的铅酸电池可在30秒左右完成。电动汽车如采用96V、120AH蓄电池可在5至10分钟完成，充电时间极短，对铅酸电池有特别保护作用，减少充电过程中电解反应对极片的损害，延长蓄电池的使用寿命。适用于携带蓄电池提供能源的行驶车辆。方便携带，缺电即充，即充即满，扩大电动车的应用领域,有助电动汽车普及。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的模拟雷电储能闪击的蓄电池充电器实施例1的示意框图。

图2是本发明的模拟雷电储能闪击的蓄电池充电器实施例2的示意框图。

图3是本发明的模拟雷电储能闪击的蓄电池充电器实施例3的示意框图。

图4是本发明的模拟雷电储能闪击的蓄电池充电器实施例4的示意框图。

图5是本发明的模拟雷电储能闪击的蓄电池充电器实施例4的示意框图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例1

如图1所示，一种模拟雷电储能闪击的蓄电池充电器，包括

电压变换模块，输入端连接电源，用于将电源电压转为所需电压的交流电；

储能电路，输入端与所述电压变换模块的输出端连接，用于储存由电压变换模块输出的电能；

和闪击充电模块，用于控制所述储能电路是否对所述待充电蓄电池进行闪击式放电。

所述储能电路包括

充电电容，用于储存电能，给待充电蓄电池充电；

和整流电路，用于将电压变换模块输出的交流电转为直流电；

所述整流电路作为所述储能电路的输入端与所述电压变换模块的输出端连接，所述充电电容通过所述整流电路整流后的直流电充电。

所述闪击充电模块包括用于控制所述电源与充电电容之间通断的第一开关，以及用于控制所述充电电容与待充电蓄电池之间通断的第二开关。

充电器工作时，当所述充电电容与待充电蓄电池接通时及接通后，所述电源与充电电容之间都是断开的。

所述闪击充电模块中设有第一测量单元，所述第一测量单元检测储能电路的实时电压；

对储能电路充电时，当所述储能电路的实时电压未达到饱和电压，所述第二开关断开所述储能电路与待充电蓄电池的通路，第一开关连通所述电源与储能电路的通路；当所述储能电路的实时电压达到饱和电压，所述第一开关断开所述电源与储能电路的通路；

储能电路对蓄电池充电时，所述第一开关断开所述电源与储能电路的通路，第二开关连通所述储能电路与待充电蓄电池的通路；当所述储能电路的实时电压下降到关断电压，第二开关断开所述储能电路与待充电蓄电池的通路。

还包括初始开关和第二测量单元，所述初始开关控制所述储能电路是否充电储能或者控制所述储能电路是否对所述待充电蓄电池放电，所述第二测量单元检测所述待充电蓄电池的实时电压；当所述待充电蓄电池的实时电压达到饱和电压，初始开关断开；当所述待充电蓄电池的实时电压未达到饱和电压，初始开关接通。所述初始开关设置在电压变换模块的输入端与电源之间。

所述第一开关、第二开关和所述初始开关是手动开关。

电压变换模块的输出功率和充电电容的放电功率均与充电时间负相关，所述待充电蓄电池的容量和电压值、充电电容闪击次数均与充电时间正相关。根据蓄电池的性质选择不同输出电压的电压变换模块，且电压变换模块的输出电压大于蓄电池的充电饱和电压，当然，不能过大，避免瞬间击穿蓄电池。本实施例中仅举一实例进行说明：先将电源输入充电器的电压变换模块，经整流储能模块储存，制造成模拟雷电储存区，储存量达到设计要求时由闪击充电模块将储存的电能以闪击的方式对蓄电池充电；反复储存、闪击直至充满。

如欲对12V、12AH的蓄电池进行充电，希望充电时间大约为10秒，则可以选择1000μF、200V的充电电容，其放电功率为W=U2C/2=20W。相应地，变压器输出功率选择与充电电容放电功率相同，即20W。

由于充电电容带有直流电，对蓄电池进行闪击，闪击时间极短，可忽略不计，因此，充电时间主要是电源经过电压变换模块、整流电路对充电电容充电的时间，这一过程也很短，一般充电电容一次充电时间可以达到1秒，由于上述充电电容需要对蓄电池进行12AH×12V/20W=7.2次闪击才能到达所需电池容量，因此，如果忽略闪击充电模块切换动作的时间，进行8次闪击，即8秒即可完成充电。

同样地，48V、12AH的铅酸电池，采用1000μF、200V的充电电容，最短时间可在30秒左右完成充电。

实施例2

如图2所示，一种模拟雷电储能闪击的蓄电池充电器，基本与实施例1相同，与实施例1不同的是，所述充电电容作为所述储能电路的输入端与所述电压变换模块的输出端连接，所述充电电容通过所述电压变换模块输出的交流电充电，其后连接所述整流电路，作为所述储能电路的输出。

所述初始开关设置在电压变换模块的输出端与储能电路的输入端之间。

所述第一开关、第二开关和所述初始开关是可编程模块组成的电路。

所述第一开关和第二开关根据设定的时间动作：

对储能电路充电时，所述第一开关连通所述电压变换模块与储能电路，且第二开关断开所述储能电路与待充电蓄电池后，开始计时；当所述储能电路与所述电压变换模块的输出端连通时间达到设定时间时，所述第一开关断开所述电压变换模块与储能电路；

所述第一开关断开所述电压变换模块与储能电路，第二开关连通所述储能电路与待充电蓄电池时，储能电路对蓄电池充电，开始计时；当所述储能电路与待充电蓄电池连通时间达到设定时间时，第二开关断开所述储能电路与待充电蓄电池。

实施例3

如图3所示，一种模拟雷电储能闪击的蓄电池充电器，基本与实施例1相同，储能电路与实施例1不同，本实施例的储能电路包括高压包，由高压包储存电能。

当然，本发明的储能电路还可以通过其他储能器件组成，例如电感储能模块等，只要是能够储存电能，并且能够以闪击方式释放电能的模块都可以。如果能够储能电路储存电能，但是不能以闪击方式释放电能，那么可以通过设计闪击充电模块来实现，例如在闪击充电模块中设置一振荡电路，从而实现闪击放电。

实施例4

如图4、图5所示，一种模拟雷电储能闪击的蓄电池充电器，基本与实施例1相同，与实施例1不同的是，本实施例不带有电压变换模块，即电源不经变压就输入到储能电路，其中，如图4所示，储能电路可以带有整流电路，也可以如图5所示，储能电路不带有整流电路。

本实施例中，如欲对96V、120AH的蓄电池进行充电，希望充电时间大约为5分钟，则可选择2000μF、300V的储能电容，其放电功率为W=U2C/2=40W，重复储能、闪击300次即5分钟可完成充电。如遇更大容量的蓄电池根据蓄电池的性能可采用增加电容的储能量，相应的增加单次闪击的功率，缩短蓄电池的充电时间。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。