CN104901388B - 釆用n个串联的电池直接给电解水电极供电的高效电解水装置 - Google Patents

Abstract

釆用N个串联的电池直接给电解水电极供电的高效电解水装置，特征为：包含N个串联的电池，N为大于1的整数；无膜电解水电极组件；控制电路；由控制电路控制电解水工作启动与关闭；在电解水过程中，电池由控制电路控制，直接给无膜电解水电极组件供电，对电极组件阴阳电极间隙中的水进行电解；在装置内设充电电路给电池充电，可采用串联一个稳定电压从而改变充电IC实际充电电压的简便方法，实现对N个串联电池的IC充电，提高充电品质；可在串联充电各电池或者部分电池正负电极分别并联一个电压限幅电路，限定各个电池充电电压符合所需，或解决电池串联充电不平衡难题。

Description

釆用N个串联的电池直接给电解水电极供电的高效电解水 装置

技术领域

本发明釆用N个串联的电池直接给电解水电极供电的高效电解水装置，属于电解水与节能环保技术领域。

背景技术

近年来，随着无膜电解水技术突破性的发展，无膜电解水装置正在迅速普及，饮用较高品质电解水尤其是高负电位高含氢量的电解负氢水为许多人带来了健康福音，“畅饮负氢水，健康乐百岁”正在梦想成真，成为千千万万人的感同身受。但目前流行的采用电池供电的无膜电解水装置尤其移动式、便携式无膜电解水装置，普遍存在着电能利用效率低的问题，原因在于这些装置均采用了电池电压变换器(即DC-DC变换器)，以满足电解水工艺需要的较高电压，例如：单节锂电池输出电压约4.2V，而一般无膜电解水工艺要求30V左右电压，因此需要将锂电池4.2V电压通过DC-DC变换器升至30V，这一变换使得电池应用效率低于30％，造成电池能量的极大浪费，也增加了环境污染。发明人在多年从事无膜电解水技术研究基础上，发现随着无膜电解水技术头创新，电解水电压要求在逐渐降低，而串联电池充电技术也在提高，给电解水电解电源供电方式提供了技术创新的一定基础。发明人据此提出了本发明釆用N个串联的电池直接给电解水电极供电的高效电解水装置。迄今为止，未见有类似电解水装置问世，由于本发明彻底摒弃类似产品惯用的低效能的电压变换技术，采用高效直接供电技术，使得电池电解水能效提高了3～10倍乃至更多倍，为无膜电解水装置尤其移动式、便携式无膜电解水装置普及应用拓展了广阔的市场空间，具有重要的技术与市场价值。

发明内容

本发明釆用N个串联的电池直接给电解水电极供电的高效电解水装置，特征为：包含N个串联的电池，N为大于1的整数；无膜电解水电极组件；控制电路；由控制电路控制电解水工作启动与关闭；在电解水过程中，电池由控制电路控制，直接给无膜电解水电极组件供电，对电极组件阴阳电极间隙中的水进行电解；装置内设充电电路给电池充电，充电电路包含一个给单节电池充电的充电IC、其固有充电电压范围为Uco；N个串联电池，N为大于1的任意整数；N个串联电池所需充电电压为Ucg；Ucg在充电IC的Uco范围之外；一个稳定电压Uwg；充电IC输出充电电压Uco的负极即o端与Uwg的w端连接，获得充电电压Ucg；N个串联电池最高与最低电压端分别接Ucg正极c与负极g；充电IC给N个串联电池输出的实际充电电压为Ucg，Ucg＝Uco+Uwg，选择适当Uwg获得所需Ucg，利用单节电池充电的IC给N个串联电池充电，达到较高的充电要求，提高电解水装置效能。实验装置试用者的切身体会是：原使用低效能装置感觉总是要频频充电，现使用高能效新技术装置，感觉很长时间才需要充电，真的方便多了！

本发明内容之二为：所述釆用N个串联的电池直接给电解水电极供电的高效电解水装置，特征为：在串联充电各电池或者部分电池正负电极分别并联一个电压限幅电路，限定各个电池充电电压符合所需。

技术方案

基本技术方案：釆用N个串联的电池直接给电解水电极供电的高效电解水装置，特征为：包含N个串联的电池，N为大于1的整数；无膜电解水电极组件；控制电路；由控制电路控制电解水工作启动与关闭；在电解水过程中，电池由控制电路控制，直接给无膜电解水电极组件供电，对电极组件阴阳电极间隙中的水进行电解；装置内设充电电路给电池充电，充电电路包含一个给单节电池充电的充电IC、其固有充电电压范围为Uco；N个串联电池，N为大于1的任意整数；N个串联电池所需充电电压为Ucg；Ucg在充电IC的Uco范围之外；一个稳定电压Uwg；充电IC输出充电电压Uco的负极即o端与Uwg的w端连接，获得充电电压Ucg；N个串联电池最高与最低电压端分别接Ucg正极c与负极g；充电IC给N个串联电池输出的实际充电电压为Ucg，Ucg＝Uco+Uwg，选择适当Uwg获得所需Ucg，利用单节电池充电的IC给N个串联电池充电，达到较高的充电要求，提高电解水装置效能。本发明技术方案解决了此前所有采用电池供电的电解水装置电池能量利用效率低的技术难题，极大提高电池能量利用效率，实际检测对比验证：本发明电池能量利用效率比原采用电池电压升高方法提高了数倍至十多倍。

本发明技术方案之二为：所述釆用N个串联的电池直接给电解水电极供电的高效电解水装置，特征为：在串联充电各电池或者部分电池正负电极分别并联一个电压限幅电路，限定各个电池充电电压符合所需。

附图说明

以下通过附图对本发明作进一步阐释。

图1是本发明实施例1釆用N个串联的电池直接给电解水电极供电的高效电解水装置

具体实施方式

以下结合实施例1阐述实施例基本结构与工作原理。

实施例1

本实施例见图1所示，图中虚线框1为控制电路，1内的8为输出固定充电电压Uco的充电IC，2为N个串联电池(N为大于1的整数)，9为稳定电压Uwg，w端与o端连接，g点为图1电路公共端，N个串联电池2的高电压端接于Uco正极C，低电压端接Uwg的g点，串联电池的充电电压为Ucg＝Uco+Uwg，由于充电IC输出的充电电压Uco范围固定，故改变Uwg即可改变Ucg，达到N个串联电池所需充电电压。

一般情况下，所需充电电压Ucg大于Uco，因此选择Uwg与Uco同极性，Ucg实际值为Uco加上Uwg绝对值。举例说明如下：设8为给单节锂电池充电的专用IC，其输出固定充电电压约为4.2V(可以采用类似性能任意型号的芯片)，2为2节串联锂电池，9为稳定电压Uwg，w与g连接，Uog即Uwg，设定Uwg电压值约4.2V，Ucg＝Uco+Uwg＝8.4V，是可以为2节锂电池充电的标准电压值，因此充电IC可给2节串联锂电池进行较高品质的充电，如同给单节锂电池充电一样进行充电控制；如果2为3节串联锂电池，稳定电压9的Uwg电压值可设定约8.4V，Ucg＝Uco+Uwg＝12.6V，是可以为3节锂电池充电的标准电压值，充电IC便可以给3节串联锂电池充电。可见，如此类推，适当选择稳定电压9的Uwg电压值，本实施例可以使用充电IC为任意个串联电池充电；反之，当所需充电电压Ucg小于Uco时，选择Uwg与Uco反极性，Ucg实际值为Uco减去Uog绝对值，适当选择Uog可以获得小于Ucg的任意充电电压Ucg。例如：所需充电电压Ucg＝1.5V，可以选择Uwg＝-2.7V，Ucg实际值为Uco的4.2V减去Uog绝对值2.7V，便可获得电压Uco为1.5V。。采用本发明装置与用升压DC-DC变换器的装置有关电池能耗检测比较数据见于表1所示。

表1：采用本发明的装置与用DC-DC变换器的装置电池能耗可比检测数据

可见采用本发明的实验装置电池能耗每次仅消耗7.5mAH，而用DC-DC变换器的装置电池能耗却为70mAH，本发明装置能效比现有可比装置提高了近10倍之多。

综上所述可知，本发明釆用1个或N个串联的电池直接给电解水电极供电的高效电解水装置，提高电池能效的方法在类似装置中具有显而易见的创新性新颖性实用性，可以获得迄今为止所有电解水装置前所未有的电池利用高能效，而且性价比高、适用范围广泛。本发明应用不限于上述实施例，凡是采用本发明方法的电解水装置皆落入本专利保护范围。

Claims (2)

1.釆用N个串联的电池直接给电解水电极供电的高效电解水装置，特征为：包含N个串联的电池，N为大于1的整数；无膜电解水电极组件；控制电路；由控制电路控制电解水工作启动与关闭；在电解水过程中，电池由控制电路控制，直接给无膜电解水电极组件供电，对电极组件阴阳电极间隙中的水进行电解；装置内设充电电路给电池充电，充电电路包含一个给单节电池充电的充电IC、其固有充电电压范围为Uco；N个串联电池，N为大于1的任意整数；N个串联电池所需充电电压为Ucg；Ucg在充电IC的Uco范围之外；一个稳定电压Uwg；充电IC输出充电电压Uco的负极即o端与Uwg的w端连接，获得充电电压Ucg；N个串联电池最高与最低电压端分别接Ucg正极c与负极g；充电IC给N个串联电池输出的实际充电电压为Ucg，Ucg＝Uco+Uwg，选择适当Uwg获得所需Ucg，利用单节电池充电的IC给N个串联电池充电，达到较高的充电要求，提高电解水装置效能。

2.如权利要求1所述釆用N个串联的电池直接给电解水电极供电的高效电解水装置，特征为：在串联充电各电池或者部分电池正负电极分别并联一个电压限幅电路，限定各个电池充电电压符合所需。