[發明專利]電池系統和使用此系統的周期性運轉裝置

無效

• 申請號: 95109810.1
• 申請日: 1995-08-17
• 公開（公告）號: CN1075679C
• 公開（公告）日: 2001-11-28
• 發明（設計）人: 藤井喬
• 申請（專利權）人: 株式會社多川商事
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H01M10/44
• 代理公司: 上海專利商標事務所
• 代理人: 陳亮

本發明涉及一電池系統和一周期性運轉裝置。前者由一個電池向負載提供電能，后者使用此系統來周期性地驅動負載。

這種類型的通常的電池系統包括兩個電池系統。一個電池系統是由原電池或蓄電池向負載提供電能(這以后叫做第一電池系統)，另一個電池系統是把太陽能電池的電能充入蓄電池中，并將蓄電池的電能供給負載(這以后叫做第二電池系統)。

這種通常的電池系統有以下缺陷。

一般，包括用于第一電池系統中的原電池或蓄電池的電池是由化學反應(例如氧化還原反應)來產生電能的，這個系統具有如下的特征。

就原電池而論，隨著放出電能的增加，即放出電流的增加，化學反應變得更加劇烈，從而加快了內部電極材料等的損壞，導致了放電時間(持續時間)的縮短。此外，超出某一值的放電電流也將導致持續時間的劇烈下跌。

就蓄電池而論，如原電池那樣，它的持續時間隨放電電流增加而成比例地劇烈縮短。隨著放電深度(與放電電流對于蓄電池的額定容量之比有關)的增加，用蓄電池來充電和放電的次數(循環次數)將減少。

本發明的設計考慮到上述技術的現狀，它的目的在于提供了這樣一個電池系統，即通過調整從電池向負載的放電電流，隨著蓄電池的循環次數的增加，使它的原電池或蓄電池的持續時間延長，并且它還提供運用此電池系統的周期性運動裝置。

依照本發明的第一個方面，利用一個電池系統將電能中原電池或蓄電池提供給負載來實現以上目的，此系統包括：

一個由原電池或蓄電池組成的電池組；

一個用來儲存電池中的電能的雙層電容器；

一個限制電阻，用來限制由電池組提供給雙層電容器的電能；以及

一個放電控制器，當對雙層電容進行充電時，在預定的操作過程中這樣使雙層電容器將電能周期性地放給負載，從而使雙層電容器的電能釋放給負載的放電時間短于用電能向雙層電容器充電的時間，以及使放電電流大于充電電流，

其中，所述限制電阻位于所述電池組與所述雙層電容器之間，所述放電控制設備位于所述雙層電容器與所述負載之間。

當由電池組充電后的雙層電容器釋放電能給負載時，放電控制器在預定的操作過程中間歇性地給負載提供了一個大于充電電流的放電電流，同時放電時間也短于充電時間。因此，電池組以一個小電流用較長時間給雙層電容器充電。這時，充電電流(即由電池組流出的放電電流)由限制電阻和雙層電容器來平滑，從而調整從電池看得的流向負載的放電電流。而且，充給雙層電容器的電能(充電時間×充電電流)與從那里放出的電能(放電時間×放電電流)是相等的。因此，通過縮短雙層電容器的放電時間，可使向雙層電容器的充電時間得以延長。這樣就有可能增加在周期性運轉的一個循環中提供給負載的功率。

這樣，放電控制器完成了這樣的控制，即使得由雙層電容器對負載放電的時間比由電池組向雙層電容器充電的時間短，由此，延長了電池組向雙層電容器充電的時間。這時，電池組對雙層電容器的充電電流由限制電阻和雙層電容器來平滑，這就調節了由電池組流向負載的放電電流。這樣實現了電池組持續時間的延長而且保證了它的長壽命。

放電控制器最好提供這樣的控制，即放電時間為T₁，充電時間為T₂，其總和為負載的一個驅動周期T(=T₁+T₂)，放電時間T₁就是負載的驅動周期T的1％(占空比K=0.01)。

電池組最好還包括可由將光能轉化為電能的太陽能電池來充電的蓄電池。

在上述結構中，雙層電容器由蓄電池充電，而蓄電池再由太陽能電池充電。當雙層電容器對負載釋放出電能時，放電控制器就在預定的循環中周期性地為負載提供一個大于充電電流的放電電流，并且此放電電流的放電時間短于充電時間。因此，電池組以小電流長時間給雙層電容器充電。這時，充電電流(即電池組流出的放電電流)由限制電阻和雙層電容器來平滑，從而調整了從電池看得的流向負載的放電電流。即，蓄電池的放電深度降低。而且，用來給雙層電容器充電的電能(充電時間×充電電流)與從那里放出的電能(放電時間×放電電流)是相等的。因此，通過縮短雙層電容器的放電時間，可延長向雙層電容器充電的時間，這樣使得在周期性運轉的一個周期中供給負載的功率可能增加。