[發明專利]蓄電池組在線串并聯轉換電路

無效

• 申請號: 201110435057.0
• 申請日: 2011-12-20
• 公開（公告）號: CN102522795A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 趙延斌
• 申請（專利權）人: 趙延斌
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及一種蓄電池組的輸入輸出連接方式的一種電路。

背景技術

目前，蓄電池組在實際應用中存在著許多亟待解決的技術難題：蓄電池組的一致性及壽命問題，一直困擾著電池行業的發展，至今沒有實質性的徹底解決方案。電池串聯越多，單體報廢率就越高。那么，怎樣才能解決電池組的一致性問題呢？我們通過多年大量的實驗發現，鉛酸電池都有一個共性問題，在充電時作為儲能裝置儲電，放電時作為電源對外供電，但放電電壓低于某一值時又會成為負載，消耗電池組的電能，故電池組在放電時，假如有其中一個單體率先出現落后，它就會消耗整個電池組的電能，引起整組電池放電電壓降至控制器設定的放電終止電壓以下無法工作而終止。蓄電池組之所以一致性差，平衡性不好，并不是電池生產廠家技術不好，控制不嚴，而是因為蓄電池串聯組合時必然產生的結果，例如常用的12伏電池是六個單體相串聯，密閉在一個電池殼里，無法采取有效措施對每個單體之間一致性平衡的參數進行徹底控制。而一組48伏的電池組，通常是由8只6伏或者4只12伏電池串聯而成，中只是8只/6只串聯體之間的動態平衡，并沒有達到一組電池中2伏24只單體之間的參數一致性平衡，所以它必然會隨著使用次數的增多，累積欠充過放導致其中一只或幾只內部平衡性不好的12伏電池率先落后。要徹底解決蓄電池組一致性問題，只有從電池的本質原理-2V單體抓起，只有蓄電池組的并聯方式，才能保證每組電池中每只單體電池參數一致性平衡，才能徹底避免整組電池中落后單體電池累積欠充過放引起的單節過早落后現象的發生，才能保證延長電池使用壽命，但是蓄電池并聯聯接時卻只能提供2伏的總電壓輸出，完全不能滿足用電設備的需求。

發明內容

蓄電池組在串聯組合時，其電池組的整體性能是由性能最差的一只單體決定；而蓄電池組在并聯組合時，其電池組的整體性能是由全部單體的平均值決定，并且電池在并聯時，即使在負載斷開時，電池組自身也會構成一個閉合的電路，并且高性能的單體隨時在對低性能的單體進行著修補，為了克服蓄電池組在串聯組合時，其放電及充電的過程中都會對性能較差的單體形成損害的事實，本發明提出了一種電池組在需要向設備輸電時，自動瞬時轉換為串聯狀態并輸出最高電壓；電池組在不需要向設備輸電或者需要充電時，自動瞬時轉換為并聯狀態并輸出最低電壓，從而使每一個單體電池都能得到同等電量的補充，并最終達到電池組整體參數的一致性的一種電路方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：電池組串并聯在線轉換電路，包括電池組，雙向連動開關組，其特征在于：電池組通過雙向聯動開關組，相互連接后可以以串聯方式向外接設備提供電能，也可以以并聯方式讓外接設備向電池組補充電能，雙向聯動開關組可以是一個及以上的雙向電磁繼電器組，或者一個及以上的固態繼電器組，或者一個及以上的電磁接觸器組，或者晶體管電子開關組組成。雙向連動開關組由一對及一對以上的開關組組成，在每對開關組中，其中一個開關組由一個動觸點、一個左側靜觸點、一個右側靜觸點組成；另一個開關組由一個動觸點、一個靜觸點組成。在雙向連動開關組中所有的動觸點都通過機械傳動裝置而聯動；或者通過電磁控制而聯動；或者通過電信號控制而聯動。

根據電池組單體數量的不同而相對應采用多只同軸聯動的組合開關或者同步控制的繼電器組，通過改變其組合電路中的中間觸頭或者動觸頭的轉向，瞬間完成電池組的串并聯轉換。當組合開關采用晶體管開關電路時，結構更加簡單，電路的可靠性更高。

如圖1圖2圖3所示，最小的電池組是只有兩節單體的電池組，如圖1所示，在圖1中動觸頭(或者中間觸頭)k0及h0為聯動設計(機械聯動或者電控聯動)，當k0與k1相連時，同步地h0與h1相連，電池E1及E2被設置成串聯結構，如圖2所示此時電池組輸出端為高電壓；當k0與k2相連時，同步地h0與h2相連，電池E1及E2被設置成并聯結構，如圖3所示此時電池組輸出端為單體電壓，且電池E1及E2自身構成閉合電路，電池E1及E2可相互均衡補充，其中性能高的電池隨時向性能低的電池補充，最終達到兩電池電壓完全一致。圖4是由3只電池單體組成的電池組，圖5是由4只電池單體組成的電池組，更多的電池單體組成的電池組與之相同。

本發明的有益效果是：1.能夠使電池組以串聯方式連接到用電設備上，向設備提供高電壓輸出；2.能夠使電池組以并聯方式連接到充電設備上，使得充電設備能夠以單體電池所需的最佳電壓，對每個單體電池進行相同的均衡充電；3.并聯電池組即使不連接任何電器設備時，各單體也自成回路并且能夠相互完成均衡修復，使電池組的每個單體都能保持一致性。

附圖說明