鉛酸蓄電池內(nèi)化成母線式充放電機測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測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)計和生產(chǎn)面臨的重要問題，尤其是在一些相對要求比較高的應(yīng)用場合，要求在產(chǎn)品在相當(dāng)長的一段時間里，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題所造成的，如材料缺陷，設(shè)計缺陷，加工制造缺陷和裝配缺陷等。大量實踐證明，對于充電機來講，無論在設(shè)計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]在充電機生產(chǎn)中，常用的測試方法與老化的手段都是接實際的蓄電池負載，連接示意圖見圖1。其優(yōu)勢在于，在測試和老化時電能的存和取都靠蓄電池來完成，響應(yīng)速度快，沒有太多的能量浪費。但在這種情況下，整個過程中，接線繁瑣，成本高，電池循環(huán)壽命有限。比如I臺350V輸出的48回路的內(nèi)化成充電機需要接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，隨著時間的迀移，電池的容量也會相應(yīng)的變小，檢修更換等工作量也會非常的大。
[0004]用實際蓄電池不能快速的能量回收，也會存在能量溢出或過度放電的風(fēng)險，需要根據(jù)電池電量來編寫老化工藝步驟，其步驟是現(xiàn)將電池電量額定電流充滿后再對其放電，來回循環(huán)，達到老化時間。
[0005]不能快速對應(yīng)各種機型，電壓的不同與電流的不同，就得選擇對應(yīng)蓄電池數(shù)量，及蓄電池串并聯(lián)的數(shù)量。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型提供一種鉛酸蓄電池內(nèi)化成母線式充放電機測試與老化用蓄電池模擬系統(tǒng)，將電池負載母線化，實現(xiàn)充電機設(shè)備批量測試與老化中的能量循環(huán)。
[0007]本實用新型的技術(shù)方案如下:
[0008]—種鉛酸蓄電池內(nèi)化成母線式充放電機測試與老化用蓄電池模擬系統(tǒng)，包括充電機、電池組、開關(guān)電源、逆變器、負載電池母線、充電機用戶母線以及三相電網(wǎng)；充電機的電池線正端短接在負載電池母線的正端，充電機的電池線負端接在負載電池母線的負端；電池組、開關(guān)電源、逆變器連接在負載電池母線上;充電機、逆變器連接在充電機用戶母線上；充電機、開關(guān)電源、逆變器連接三相電網(wǎng)。
[0009]本實用新型的有益技術(shù)效果是:
[0010]1、本實用新型可以降低測試與老化的成本，節(jié)約測試的空間場地，通過斷路器可以直接斷開被測柜體。
[0011]2、本實用新型有可設(shè)電壓范圍的淺功率空間，逆變器與開關(guān)電源則可以避免經(jīng)?；顒拥目臻g，讓被測充電機柜體靠負載電池母線自身完成能量循環(huán)。
[0012]3、本實用新型將測試充電機柜體與老化充電機柜體分開操作，多臺充電機同時老化，大大提高老化效率。
【附圖說明】
[0013]圖1是常規(guī)測試?yán)匣B接圖。
[0014]圖2是本實用新型單臺測試與老化連接示意圖。
[0015]圖3是本實用新型電壓特性與開關(guān)電源、逆變器功率的關(guān)系圖。
[0016]圖4是本實用新型充電過程中電流方向圖。
[0017]圖5是本實用新型放電過程中電流方向圖。
[0018]圖6是本實用新型多臺老化的示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】做進一步說明。
[0020]本實用新型系統(tǒng)主要是在充電機的測試與老化中模擬蓄電池的作用。本實用新型的具體做下如下:
[0021]單臺充電機設(shè)備連接時的連接示意圖見圖2，母線化后，充電機的電池線將所有的正端短接在負載電池母線的正端，將所有的負端接在負載電池母線的負端，此做法的意圖在于能量公用，若充電機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，充放電在任何時刻都要平衡是很難做到的，所以還需要在負載電池母線上加上供給與釋放的設(shè)備，即利用開關(guān)電源鎖定母線電壓下線，防止過放電;利用逆變器鎖定電壓上線，防止過充。
[0022]電壓特性與開關(guān)電源、逆變器功率的關(guān)系見圖St3AdXd這4個點的電壓值可根據(jù)充電機輸出電壓來選定，根據(jù)現(xiàn)在流行的內(nèi)化成工藝，每個回路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)間為開關(guān)電源與逆變器功率調(diào)整區(qū)。為了保護開關(guān)電源與逆變器過功率工作，將A點到母線欠壓點，D點到母線過壓點設(shè)為恒流狀態(tài)，在恒流狀態(tài)下，器件的發(fā)熱功率恒定，那么無法穩(wěn)住母線電壓時及時報警。
[0023]在220V到260V之間，母線電壓不受開關(guān)電源與逆變器控制的，所以在負載電池母線上掛上3個電池組，穩(wěn)定負載電池母線，作為定壓的淺功率點，用于充電柜的電池電壓矯正。隨著電池組自身容量的下降，對整體測試效果幾乎無影響，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)空閑時還會給電池組充電。
[0024]將負載母線化后，若在老化過程中充電柜若不能達到充放電平衡，則利用開關(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)，達到最大程度的能量回收。充電過程和放電過程電流流動的示意圖見圖4與圖5。在充電時，被測充電機的電流流向負載電池母線，首先向電池組充電，當(dāng)負載電池母線電壓高于260V時，一部分電流向電池組充電，一部分的能量則通過逆變器充電機變成充電機用戶母線電壓反饋給被測充電機，當(dāng)充電機用戶母線電壓到達較高的釋放電壓時，逆變器開始工作，將多余的能量逆變至三相電網(wǎng)中，三相電網(wǎng)再同時經(jīng)過被測充電機的電源給其充電機用戶母線提供能量。在放電時，首先是電池組的能量先被放出，當(dāng)負載電池母線電壓低于220V時，開關(guān)電源開始工作，被測充電機將負載電池母線的能量升壓后全部送至充電機用戶母線，電壓過高時，逆變器開始工作，將電能送至三相電網(wǎng)，一部分供給開關(guān)電源，一部分供給被測充電機。
[0025]在老化時，編程工藝步驟使得每單臺充電柜自身充放電達到平衡，例如對于48回路的充電柜:
[0026]第一步:運行1-32回路5A充電8小時，33-48回路1A放電8小時；
[0027]第二部:運行1-16回路5A充電8小時，17-32回路1A放電8小時，33-48回路5A充電8小時；
[0028]第三部:運行1-16回路1A放電8小時，17-48回路5A充電8小時；
[0029]那么在老化的大部分時間里是可以自身平衡的，只有在工藝步驟切換時，部分能量不平衡。
[0030]若在老化時合理的避開每臺柜子的切換點時間，則可以按圖6的樣式接多臺充電柜同時老化。
[0031]綜上所述，采用本實用新型系統(tǒng)，可以將電池負載母線化，回路之間的能量快速相互傳導(dǎo)，無需再使用龐大的電池組來存儲電能。使用大功率移相全橋開關(guān)電源(簡稱開關(guān)電源)來設(shè)定電池最小電壓，使用母線式逆變充電機(簡稱逆變器)設(shè)定最大電壓，這樣整體負載母線電壓有可設(shè)定的范圍，方便靈活。并且提供大功率的電能吞吐能力，對應(yīng)各種機型及不同回路數(shù)。使用3組電池并聯(lián)穩(wěn)定電池母線電壓，在單回路測試時實現(xiàn)穩(wěn)定的電壓點用于電壓校準(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)，將測試與老化分開，多臺設(shè)備可同時老化，節(jié)約空間。
[0032]以上所述的僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，本實用新型不限于以上實施例?？梢岳斫猓绢I(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實用新型的精神和構(gòu)思的前提下直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的其他改進和變化，均應(yīng)認為包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種鉛酸蓄電池內(nèi)化成母線式充放電機測試與老化用蓄電池模擬系統(tǒng)，其特征在于:包括充電機、電池組、開關(guān)電源、逆變器、負載電池母線、充電機用戶母線以及三相電網(wǎng)；充電機的電池線正端短接在負載電池母線的正端，充電機的電池線負端接在負載電池母線的負端；電池組、開關(guān)電源、逆變器連接在負載電池母線上;充電機、逆變器連接在充電機用戶母線上;充電機、開關(guān)電源、逆變器連接三相電網(wǎng)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種鉛酸蓄電池內(nèi)化成母線式充放電機測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的生產(chǎn)測試與老化中來幫助充電機完成單回路測試及老化篩選的一套測試系統(tǒng)。充電機的電池線正端短接在負載電池母線的正端，電池線負端接在負載電池母線的負端；電池組、開關(guān)電源、逆變器連接負載電池母線；充電機、逆變器連接充電機用戶母線；充電機、開關(guān)電源、逆變器連接三相電網(wǎng)。本實用新型使用負載母線方式將負載平衡，快速完成電能傳導(dǎo)，簡化復(fù)雜的老化工藝步驟，并且能對應(yīng)各種不同電流、不同電壓機型的測試與老化。使用本實用新型系統(tǒng)，極大的提高生產(chǎn)效率，更好的優(yōu)化社會資源和節(jié)約企業(yè)的人力資源。
【IPC分類】G01R31/00
【公開號】CN205246786
【申請?zhí)枴緾N201521106004
【發(fā)明人】顏仲寧
【申請人】無錫市百川科技股份有限公司
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年12月25日