鉛酸蓄電池內(nèi)化成母線式充放電機(jī)測(cè)試與老化用蓄電池模擬系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種使用在鉛酸蓄電池內(nèi)化成母線式充放電機(jī)測(cè)試與老化的大功率蓄電池模擬系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]失效一直是產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)面臨的重要問(wèn)題，尤其是在一些相對(duì)要求比較高的應(yīng)用場(chǎng)合，要求在產(chǎn)品在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間里，能夠正常穩(wěn)定可靠的工作。早期失效是由產(chǎn)品的一些天生的缺陷或者問(wèn)題所造成的，如材料缺陷，設(shè)計(jì)缺陷，加工制造缺陷和裝配缺陷等。大量實(shí)踐證明，對(duì)于充電機(jī)來(lái)講，無(wú)論在設(shè)計(jì)階段還是在批量生產(chǎn)階段，老化是一種減少早期失效的有效手段。
[0003]在充電機(jī)生產(chǎn)中，常用的測(cè)試方法與老化的手段都是接實(shí)際的蓄電池負(fù)載，連接示意圖見(jiàn)圖1。其優(yōu)勢(shì)在于，在測(cè)試和老化時(shí)電能的存和取都靠蓄電池來(lái)完成，響應(yīng)速度快，沒(méi)有太多的能量浪費(fèi)。但在這種情況下，整個(gè)過(guò)程中，接線繁瑣，成本高，電池循環(huán)壽命有限。比如I臺(tái)350V輸出的48回路的內(nèi)化成充電機(jī)需要接20節(jié)X48 = 960節(jié)電池，這樣成本昂貴，空間范圍也有很大的需求，加上鉛酸蓄電池的循環(huán)壽命有限，隨著時(shí)間的迀移，電池的容量也會(huì)相應(yīng)的變小，檢修更換等工作量也會(huì)非常的大。
[0004]用實(shí)際蓄電池不能快速的能量回收，也會(huì)存在能量溢出或過(guò)度放電的風(fēng)險(xiǎn)，需要根據(jù)電池電量來(lái)編寫老化工藝步驟，其步驟是現(xiàn)將電池電量額定電流充滿后再對(duì)其放電，來(lái)回循環(huán)，達(dá)到老化時(shí)間。
[0005]不能快速對(duì)應(yīng)各種機(jī)型，電壓的不同與電流的不同，就得選擇對(duì)應(yīng)蓄電池?cái)?shù)量，及蓄電池串并聯(lián)的數(shù)量。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型提供一種鉛酸蓄電池內(nèi)化成母線式充放電機(jī)測(cè)試與老化用蓄電池模擬系統(tǒng)，將電池負(fù)載母線化，實(shí)現(xiàn)充電機(jī)設(shè)備批量測(cè)試與老化中的能量循環(huán)。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0008]—種鉛酸蓄電池內(nèi)化成母線式充放電機(jī)測(cè)試與老化用蓄電池模擬系統(tǒng)，包括充電機(jī)、電池組、開(kāi)關(guān)電源、逆變器、負(fù)載電池母線、充電機(jī)用戶母線以及三相電網(wǎng)；充電機(jī)的電池線正端短接在負(fù)載電池母線的正端，充電機(jī)的電池線負(fù)端接在負(fù)載電池母線的負(fù)端；電池組、開(kāi)關(guān)電源、逆變器連接在負(fù)載電池母線上;充電機(jī)、逆變器連接在充電機(jī)用戶母線上；充電機(jī)、開(kāi)關(guān)電源、逆變器連接三相電網(wǎng)。
[0009]本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果是:
[0010]1、本實(shí)用新型可以降低測(cè)試與老化的成本，節(jié)約測(cè)試的空間場(chǎng)地，通過(guò)斷路器可以直接斷開(kāi)被測(cè)柜體。
[0011]2、本實(shí)用新型有可設(shè)電壓范圍的淺功率空間，逆變器與開(kāi)關(guān)電源則可以避免經(jīng)常活動(dòng)的空間，讓被測(cè)充電機(jī)柜體靠負(fù)載電池母線自身完成能量循環(huán)。
[0012]3、本實(shí)用新型將測(cè)試充電機(jī)柜體與老化充電機(jī)柜體分開(kāi)操作，多臺(tái)充電機(jī)同時(shí)老化，大大提高老化效率。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是常規(guī)測(cè)試?yán)匣B接圖。
[0014]圖2是本實(shí)用新型單臺(tái)測(cè)試與老化連接示意圖。
[0015]圖3是本實(shí)用新型電壓特性與開(kāi)關(guān)電源、逆變器功率的關(guān)系圖。
[0016]圖4是本實(shí)用新型充電過(guò)程中電流方向圖。
[0017]圖5是本實(shí)用新型放電過(guò)程中電流方向圖。
[0018]圖6是本實(shí)用新型多臺(tái)老化的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0020]本實(shí)用新型系統(tǒng)主要是在充電機(jī)的測(cè)試與老化中模擬蓄電池的作用。本實(shí)用新型的具體做下如下:
[0021]單臺(tái)充電機(jī)設(shè)備連接時(shí)的連接示意圖見(jiàn)圖2，母線化后，充電機(jī)的電池線將所有的正端短接在負(fù)載電池母線的正端，將所有的負(fù)端接在負(fù)載電池母線的負(fù)端，此做法的意圖在于能量公用，若充電機(jī)其中某一回路處于充電狀態(tài)，某一回路處于放電狀態(tài)，那么不需要其他的設(shè)備即可自行能量循環(huán)。但充電柜回路之多，充放電在任何時(shí)刻都要平衡是很難做到的，所以還需要在負(fù)載電池母線上加上供給與釋放的設(shè)備，即利用開(kāi)關(guān)電源鎖定母線電壓下線，防止過(guò)放電;利用逆變器鎖定電壓上線，防止過(guò)充。
[0022]電壓特性與開(kāi)關(guān)電源、逆變器功率的關(guān)系見(jiàn)圖St3AdXd這4個(gè)點(diǎn)的電壓值可根據(jù)充電機(jī)輸出電壓來(lái)選定，根據(jù)現(xiàn)在流行的內(nèi)化成工藝，每個(gè)回路20節(jié)電池串聯(lián)一起化成，按正常電壓區(qū)間是12VX20 = 240V，電池電壓活動(dòng)范圍設(shè)定為IlV?13V，那么BC之間的區(qū)間的電壓為(HV-1lV)XSO = ^Vt3AB'⑶區(qū)間為開(kāi)關(guān)電源與逆變器功率調(diào)整區(qū)。為了保護(hù)開(kāi)關(guān)電源與逆變器過(guò)功率工作，將A點(diǎn)到母線欠壓點(diǎn)，D點(diǎn)到母線過(guò)壓點(diǎn)設(shè)為恒流狀態(tài)，在恒流狀態(tài)下，器件的發(fā)熱功率恒定，那么無(wú)法穩(wěn)住母線電壓時(shí)及時(shí)報(bào)警。
[0023]在220V到260V之間，母線電壓不受開(kāi)關(guān)電源與逆變器控制的，所以在負(fù)載電池母線上掛上3個(gè)電池組，穩(wěn)定負(fù)載電池母線，作為定壓的淺功率點(diǎn)，用于充電柜的電池電壓矯正。隨著電池組自身容量的下降，對(duì)整體測(cè)試效果幾乎無(wú)影響，電池壽命到了更換即可，根據(jù)母線特性，若電池欠壓嚴(yán)重，在系統(tǒng)空閑時(shí)還會(huì)給電池組充電。
[0024]將負(fù)載母線化后，若在老化過(guò)程中充電柜若不能達(dá)到充放電平衡，則利用開(kāi)關(guān)電源和逆變器將能量繼續(xù)在電網(wǎng)、用戶母線上繼續(xù)循環(huán)，達(dá)到最大程度的能量回收。充電過(guò)程和放電過(guò)程電流流動(dòng)的示意圖見(jiàn)圖4與圖5。在充電時(shí)，被測(cè)充電機(jī)的電流流向負(fù)載電池母線，首先向電池組充電，當(dāng)負(fù)載電池母線電壓高于260V時(shí)，一部分電流向電池組充電，一部分的能量則通過(guò)逆變器充電機(jī)變成充電機(jī)用戶母線電壓反饋給被測(cè)充電機(jī)，當(dāng)充電機(jī)用戶母線電壓到達(dá)較高的釋放電壓時(shí)，逆變器開(kāi)始工作，將多余的能量逆變至三相電網(wǎng)中，三相電網(wǎng)再同時(shí)經(jīng)過(guò)被測(cè)充電機(jī)的電源給其充電機(jī)用戶母線提供能量。在放電時(shí)，首先是電池組的能量先被放出，當(dāng)負(fù)載電池母線電壓低于220V時(shí)，開(kāi)關(guān)電源開(kāi)始工作，被測(cè)充電機(jī)將負(fù)載電池母線的能量升壓后全部送至充電機(jī)用戶母線，電壓過(guò)高時(shí)，逆變器開(kāi)始工作，將電能送至三相電網(wǎng)，一部分供給開(kāi)關(guān)電源，一部分供給被測(cè)充電機(jī)。
[0025]在老化時(shí)，編程工藝步驟使得每單臺(tái)充電柜自身充放電達(dá)到平衡，例如對(duì)于48回路的充電柜:
[0026]第一步:運(yùn)行1-32回路5A充電8小時(shí)，33-48回路1A放電8小時(shí)；
[0027]第二部:運(yùn)行1-16回路5A充電8小時(shí)，17-32回路1A放電8小時(shí)，33-48回路5A充電8小時(shí)；
[0028]第三部:運(yùn)行1-16回路1A放電8小時(shí)，17-48回路5A充電8小時(shí)；
[0029]那么在老化的大部分時(shí)間里是可以自身平衡的，只有在工藝步驟切換時(shí)，部分能量不平衡。
[0030]若在老化時(shí)合理的避開(kāi)每臺(tái)柜子的切換點(diǎn)時(shí)間，則可以按圖6的樣式接多臺(tái)充電柜同時(shí)老化。
[0031]綜上所述，采用本實(shí)用新型系統(tǒng)，可以將電池負(fù)載母線化，回路之間的能量快速相互傳導(dǎo)，無(wú)需再使用龐大的電池組來(lái)存儲(chǔ)電能。使用大功率移相全橋開(kāi)關(guān)電源(簡(jiǎn)稱開(kāi)關(guān)電源)來(lái)設(shè)定電池最小電壓，使用母線式逆變充電機(jī)(簡(jiǎn)稱逆變器)設(shè)定最大電壓，這樣整體負(fù)載母線電壓有可設(shè)定的范圍，方便靈活。并且提供大功率的電能吞吐能力，對(duì)應(yīng)各種機(jī)型及不同回路數(shù)。使用3組電池并聯(lián)穩(wěn)定電池母線電壓，在單回路測(cè)試時(shí)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的電壓點(diǎn)用于電壓校準(zhǔn)，單回路額定電流充放電用于電流的校準(zhǔn)?？衫媚妇€式結(jié)構(gòu)，將測(cè)試與老化分開(kāi)，多臺(tái)設(shè)備可同時(shí)老化，節(jié)約空間。
[0032]以上所述的僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型不限于以上實(shí)施例?？梢岳斫?，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型的精神和構(gòu)思的前提下直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的其他改進(jìn)和變化，均應(yīng)認(rèn)為包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鉛酸蓄電池內(nèi)化成母線式充放電機(jī)測(cè)試與老化用蓄電池模擬系統(tǒng)，其特征在于:包括充電機(jī)、電池組、開(kāi)關(guān)電源、逆變器、負(fù)載電池母線、充電機(jī)用戶母線以及三相電網(wǎng)；充電機(jī)的電池線正端短接在負(fù)載電池母線的正端，充電機(jī)的電池線負(fù)端接在負(fù)載電池母線的負(fù)端；電池組、開(kāi)關(guān)電源、逆變器連接在負(fù)載電池母線上;充電機(jī)、逆變器連接在充電機(jī)用戶母線上;充電機(jī)、開(kāi)關(guān)電源、逆變器連接三相電網(wǎng)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種鉛酸蓄電池內(nèi)化成母線式充放電機(jī)測(cè)試與老化用蓄電池模擬系統(tǒng)，是在鉛酸蓄電池內(nèi)化成母線式充放電機(jī)的生產(chǎn)測(cè)試與老化中來(lái)幫助充電機(jī)完成單回路測(cè)試及老化篩選的一套測(cè)試系統(tǒng)。充電機(jī)的電池線正端短接在負(fù)載電池母線的正端，電池線負(fù)端接在負(fù)載電池母線的負(fù)端；電池組、開(kāi)關(guān)電源、逆變器連接負(fù)載電池母線；充電機(jī)、逆變器連接充電機(jī)用戶母線；充電機(jī)、開(kāi)關(guān)電源、逆變器連接三相電網(wǎng)。本實(shí)用新型使用負(fù)載母線方式將負(fù)載平衡，快速完成電能傳導(dǎo)，簡(jiǎn)化復(fù)雜的老化工藝步驟，并且能對(duì)應(yīng)各種不同電流、不同電壓機(jī)型的測(cè)試與老化。使用本實(shí)用新型系統(tǒng)，極大的提高生產(chǎn)效率，更好的優(yōu)化社會(huì)資源和節(jié)約企業(yè)的人力資源。
【IPC分類】G01R31/00
【公開(kāi)號(hào)】CN205246786
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521106004
【發(fā)明人】顏仲寧
【申請(qǐng)人】無(wú)錫市百川科技股份有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月18日
【申請(qǐng)日】2015年12月25日