[發明專利]一種多組串聯連接的電池組

在審

• 申請號: 201510896136.X
• 申請日: 2015-12-07
• 公開（公告）號: CN105391159A
• 公開（公告）日: 2016-03-09
• 發明（設計）人: 高霞
• 申請（專利權）人: 青島盛嘉信息科技有限公司
• 主分類號: H02J7/36
• 分類號: H02J7/36
• 代理公司: 北京市百倫律師事務所 11433
• 代理人: 姜瑩

技術領域

本發明涉及電子技術領域，特別涉及一種電池。

背景技術

電池(Battery)指盛有電解質溶液和金屬電極以產生電流的杯、槽或其他容器或復合容器的部分空間，能將化學能轉化成電能的裝置，具有正極、負極之分。隨著科技的進步，電池泛指能產生電能的小型裝置，如燃料電池、干電池、鉛蓄電池、太陽能電池。利用電池作為能量來源，可以得到具有穩定電壓，穩定電流，長時間穩定供電，受外界影響很小的電流，并且電池結構簡單，攜帶方便，充放電操作簡便易行，不受外界氣候和溫度的影響，性能穩定可靠，在現代社會生活中的各個方面發揮有很大作用。

燃料電池是一種將燃料的化學能透過電化學反應直接轉化成電能的裝置。燃料電池是利用氫氣在陽極進行的是氧化反應，將氫氣氧化成氫離子，而氧氣在陰極進行還原反應，與由陽極傳來的氫離子結合生成水，氧化還原反應過程中就可以產生電流。燃料電池包括堿性燃料電池(AFC)、磷酸燃料電池(PAFC)、質子交換膜燃料電池(PEMFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固態氧化物燃料電池(SOFC)，以及直接甲醇燃料電池(DMFC)等。

常用的一種干電池是碳－鋅干電池，負極是鋅做的圓筒，內有氯化銨作為電解質，少量氯化鋅、惰性填料及水調成的糊狀電解質，正極是四周裹以摻有二氧化錳的糊狀電解質的一根碳棒。電極反應是：負極處鋅原子成為鋅離子(Zn++)，釋出電子，正極處銨離子(NH4+)得到電子而成為氨氣與氫氣，用二氧化錳驅除氫氣以消除極化，電動勢約為1.5伏。

燃料電池是一種把燃料在燃燒過程中釋放的化學能直接轉換成電能的裝置。與蓄電池不同之處，是它可以從外部分別向兩個電極區域連續地補充燃料和氧化劑而不需要充電。燃料電池由燃料(例如氫、甲烷等)、氧化劑(例如氧和空氣等)、電極和電解液等四部分構成，其電極具有催化性能，且是多孔結構的，以保證較大的活性面積。工作時將燃料通入負極，氧化劑通入正極，它們各自在電極的催化下進行電化學反應以獲得電能。

鉛蓄電池最為常用，其極板是用鉛合金制成的格柵，電解液為稀硫酸，兩極板均覆蓋有硫酸鉛，但充電后，正極處極板上硫酸鉛轉變成二氧化鉛，負極處硫酸鉛轉變成金屬鉛，放電時，則發生反方向的化學反應。

鉛蓄電池的工作電壓平穩、使用溫度及使用電流范圍寬、能充放電數百個循環、貯存性能好(尤其適于干式荷電貯存)、造價較低，因而應用廣泛。采用新型鉛合金和電解液添加納米碳溶膠，可改進鉛蓄電池的性能。如用鉛鈣合金作板柵，能保證鉛蓄電池最小的浮充電流、減少添水量和延長其使用壽命；采用鉛鋰合金鑄造正板柵，則可減少自放電和滿足密封的需要。此外，開口式鉛蓄電池要逐步改為密封式，并發展防酸、防爆式和消氫式鉛蓄電池。

鉛蓄電池的電動勢約為2伏，常用串聯方式組成6伏或12伏的蓄電池組。電池放電時硫酸濃度減小，可用測電解液比重的方法來判斷蓄電池是否需要充電或者充電過程是否可以結束。鉛蓄電池的優點是放電時電動勢較穩定，缺點是比能量(單位重量所蓄電能)小，對環境腐蝕性強。

電池組一般包括多節串聯連接的電池，但當電池組中的某一節或者某幾節電池電源耗盡或者損壞時，該電池的電阻將變得很大。如果繼續與其他正常電池串聯連接給系統供電，該電池將消耗大量能量，從而降低了效率，縮短了電池組的使用時間。

發明內容

本發明提出一種多組串聯連接的電池組，解決了現有的電池組中的某一節或者某幾節電池電源耗盡或者損壞時，該電池的電阻將變得很大的問題。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種多組串聯連接的電池組，包括：n個串聯連接的電池，其中n為自然數；與相應電池并聯連接的n個短接開關；以及，與相應電池并聯耦接的n個短接控制電路，其中所述每個短接控制電路接收相應電池兩端電壓，并根據相應電池兩端電壓提供控制信號，用以將相應短接開關導通或斷開；所述短接控制電路包括：比較器，具有同相輸入端、反相輸入端和輸出端；偏置電路，具有正端和負端，其正端耦接至比較器的同相輸入端；其中所述電池和短接開關并聯耦接在比較器的同相輸入端和偏置電路的負端之間，所述短接開關包括耦接至所述比較器輸出端的控制端。

可選地，所述短接開關為晶體管。

可選地，所述短接開關為MOSFET晶體管。

可選地，所述短接開關為N型MOSFET晶體管。

本發明的有益效果是：

短接電池組中電量耗盡或損壞的電池，延長了電池組的使用時間。

附圖說明