CN109065977A - 复合型镍氢电池组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合型镍氢电池组，属于电池技术领域。它包括由10—20只电池串联而成的电池组和正极输出端和负极输出端，正极输出端和负极输出端之间并联有超级电容器和开关。本发明解决了镍氢电池组在低温(‑40℃)下不能瞬间提供大功率放电电流工作，使设备不能正常启动(转动)的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池组，尤其是镍氢电池，属于电池技术领域。
背景技术
目前，作为21世纪能源领域的重大产业之一的镍氢电池产业，正在众多的领域中得到日益广泛的应用，如电动汽车、自动化装备、各种电动工具驱动电源的动力电池。特别是在安全性要求较高的场所(例如煤矿、军用装备)，镍氢电池还是首选的大功率安全电源。镍氢电池以Ni(OH)2作为正极，以贮氢合金作为负极，氢氧化钾碱性水溶液为电解液。镍氢电池独特的优势有以下几点：1)耐过充电和过放电；2)放电功率能力强；3)使用时安全性好；4)镍氢电池基本无“记忆效应”；5)相对于锂电池而言，不需要配置复杂的电源管理系统；6)价格相对便宜，7)使用后具有较高的回收价值。缺点是：1)单体电池电压低；2)体积比能量较锂离子电池密度低；3)在低温环境中输出功率明显下降。所以，作为启动电源的镍氢电池组在零度以上可以正常工作，但配套在一些特定用途的发电机组上、在寒冬腊月的冰天雪地中却不能满足使用需求。
在一些低温特殊环境下，发电机上配置的启动电源是无法正常工作的。由于低温(-40℃)下发电机的润滑油处于半凝固状态，要让发动机的启动起来，启动电源必须以常温下5倍容量(5C)的电流，个别时候需高达10C的电流工作。由于镍氢电池组在常温时的工作电流可以达到10C，短时间内还可以达到20C；但是在低温下也只能达到(3∽5)C，不能满足发电机低温下启动的要求。此难题一直未能得到彻底解决，只能通过其他办法将发电机内的润滑油加热，或者是将镍氢电池组拆下置于室温、待电池组温度升高后，再抓紧装到室外的发电机上，马上启动使其工作。这种办法不但是很不方便，对于大多数实际使用环境也是无法实现的。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种可在低温下启动发电机的复合型镍氢电池组。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：复合型镍氢电池组，包括由10只∽20只电池串联而成的电池组、正极输出端和负极输出端，正极输出端和负极输出端之间并联一只超级电容器和开关。
本发明的有益效果是，解决了镍氢电池组在低温下不能瞬间提供大功率放电电流工作，使设备不能正常启动(转动)的问题。
附图说明
图1是本发明电路原理图；
图中零部件及编号：
1—电池，2—正极输出端，3—负极输出端，4—超级电容器，5—开关。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
参见图1，复合型镍氢电池组，包括由10只电池1串联而成的电池组和正极输出端2和负极输出端3，正极输出端2和负极输出端3之间并联有超级电容器4和开关5。
超级电容器4由该镍氢电池组充电，充满电后与其电池组等压。即闭合开关5，即可充电，放电时可以提供出相当于无电容器的镍氢电池组n倍的大电流，从而在低温下启动相应电器的电源。
超级电容器4是一种新型储能元件，容量大且内阻比镍氢电池的小很多，将它与电池并联后可以增大电池组的功率能量，从而提高整体电池组的输出功率。超级电容器4不仅容量大，而且内阻很低。可以在低温下需要电池组提供高功率瞬时(短时间内极高功率)放电时，提供比纯镍氢电池组高很多的短时极高功率，弥补纯镍氢电池组在低温下瞬间输出能量不足的缺陷。
在原有的镍氢电池组输出端，通过一个开关，将一只超级电容器(组)并联到电池组两端，形成一个复合型电池组。这种复合电池组的原理就是：利用电容器内阻低、放电瞬间电流最大、然后逐渐减小的特点，弥补镍氢电池组低温下瞬间不能大电流输出、经过一段时间放电过程自加热到正常温度及工作状态。该复合电池组在正式工作前应接通开关，由镍氢电池组自动为超级电容充满电。复合镍氢电池组在低温下工作的瞬间启动大电流主要由充满电的电容器提供，同时镍氢电池组输出一定量的辅助电流。整个启动过程为：超级电容输出电流从最大逐渐减小至零，镍氢电池组在不断工作的同时经过自身加热、进入到可以正常工作状态，所以镍氢电池组的输出电流逐渐加大，最后完全由镍氢电池组输出整个设备所需的电流。
一组10只镍氢单体电池1串联的12V电池组，通过一个开关5，将一个特制宽温区超级电容器(或电容器组)4并联到12V镍氢电池组的输出端。可在低温下下正常将发电机(油机)启动。
该复合型镍氢电池组包括复合镍氢电池组的外壳，从左至右摆放的10只镍氢电池2，以及所有将电池正负极串联起来的连接板，每个电池之间的绝缘隔板，将10只电池装配到一起的拉杆、挡板、绝缘层、超级电容4、开关5。
本发明就是在正常的启动镍氢电池组电源上并联加装一个超级电容，利用超级电容可以在很宽的温度范围内瞬间提供大电流放电工作的原理，辅助镍氢电池组在低温下发电机启动时电容器和镍氢电池组一起输出高达30C的瞬间大电流，最后过渡到电容器放电结束、镍氢电池组独立正常工作的状态，从而满足低温下启动设备的大功率输出需求。
Claims (2)
1.一种复合型镍氢电池组，包括由10—20只电池（1）串联而成的电池组、正极输出端（2）和负极输出端（3），其特征在于，正极输出端（2）和负极输出端（3）之间并联有超级电容器（4）和开关（5）。
2.根据权利要求1所述的复合型镍氢电池组，其特征在于，所述的超级电容器（4）由该镍氢电池组充电，充满电后与其电池组等压。
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