CN113571779A - 一种双端子结构高倍率ups铅酸电池 - Google Patents

一种双端子结构高倍率ups铅酸电池 Download PDF

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张英恢
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Abstract

本发明涉及一种双端子结构高倍率UPS铅酸电池，包括铅酸电池壳体、电源正极端和电源负极端；铅酸电池壳体内开设多个电池单元格；各电池单元格内均设有铅质正极汇流排、连接于铅质正极汇流排的多片正极板、铅质负极汇流排和连接于铅质负极汇流排的多片负极板，且各电池单元格内的各正极板和负极板交替排列设置；电池单元格内铅质正极汇流排与相邻电池单元格内的铅质负极汇流排通过跨越电池单元格的跨桥极柱串联连接；且各跨桥极柱上表面焊接有铜板；电源正极端包括两个以上的正极接线端；电源负极端包括两个以上的负极接线端。本发明能有效防止UPS铅酸电池的正极接线端、负极接线端、铅质正极汇流排和铅质负极汇流排发生变形。

Description

一种双端子结构高倍率UPS铅酸电池
技术领域
本发明涉及电源设备技术领域，尤其涉及一种双端子结构高倍率UPS铅酸电池。
背景技术
UPS不间断电源(Uninterruptible Power Supply)是一种含有储能装置的不间断电源。UPS不间断电源一般配备铅酸电池，现在应用最广泛的是12V、250ah的铅蓄电池，经常需要铅酸电池长时间、大电流(例如10A)放电。
实际上，现有铅酸电池内部交替间隔设置有正极片和负极片，相邻正极片和负极片间通过铅质汇流排连接，并且铅酸电池都是一个电源正极端和一个电源负极端，铅酸电池工作时，铅酸电池的电源正极端、电源负极端以及铅质汇流排产生高温，造成铅酸电池的电源正极端、电源负极端以及铅质汇流排发生变形，导致铅酸电池的寿命缩短，甚至铅酸电池出现热失控而引发安全问题。
发明内容
因此，针对上述的问题，本发明提出一种双端子结构高倍率UPS铅酸电池，能够有效防止UPS铅酸电池的正极接线端、负极接线端、铅质正极汇流排和铅质负极汇流排发生变形。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种双端子结构高倍率UPS铅酸电池，包括铅酸电池壳体，以及设置在铅酸电池壳体上的电源正极端和电源负极端；所述铅酸电池壳体内开设多个盛有电解液的电池单元格；各所述电池单元格内均设置有铅质正极汇流排、连接于铅质正极汇流排的多片正极板、铅质负极汇流排和连接于铅质负极汇流排的多片负极板，且各所述电池单元格内的各正极板和负极板交替排列设置；
电池单元格内铅质正极汇流排与相邻电池单元格内的铅质负极汇流排通过跨越电池单元格的跨桥极柱串联连接；且各所述跨桥极柱上表面焊接有铜板，所述铜板不与电池单元格内的电解质相接触；
所述电源正极端包括两个以上的正极接线端，各所述正极接线端之间不相接触；所述电源负极端包括两个以上的负极接线端，各所述负极接线端之间不相接触。
进一步的，还包括控制器和多个继电器；
各所述正极接线端和各所述负极接线端上分别一一对应套设有绝缘导热套；
各所述绝缘导热套上分别一一对应设置有一个用于检测绝缘导热套的温度传感器；
各所述正极接线端和负极接线端分别一一对应电连接于一个继电器；
各所述温度传感器和各所述继电器的控制端分别与控制器电连接。
进一步的，所述控制器包括处理器、锂电池和无线通信模块；
所述锂电池与处理器的电源端电连接，所述无线通信模块与处理器通信连接；
各所述温度传感器和各所述继电器的控制端分别与处理器电连接。
进一步的，所述控制器还包括显示屏，所述显示屏与处理器电连接。
通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：本双端子结构高倍率UPS铅酸电池能够有效防止正极接线端、负极接线端、铅质正极汇流排以及铅质负极汇流排发生变形，具体的：
(1)通过将电源正极端分为多个正极接线端，将电源负极端分为多个负极接线端，这样通过单个的正极接线端及负极接线端的电流减小，根据热量公式Q＝I2Rt(I为电流；R为正极接线端/负极接线端的电阻；t为时间)，I减小，可以有效的降低正极接线端及负极接线端的发热；
(2)通过在跨桥极柱上表面焊接铜板，铜板的电阻率低，可有效降低跨桥极柱的温度升高速度。
还有一种方式是通过温度传感器分别检测各正极接线端及负极接线端的温度，并且各正极接线端及负极接线端分别通过继电器输出电源。通过检测通电的正极接线端(及负极接线端)的温度，当所检测的正极接线端(或负极接线端)温度超过设定阈值时，控制器控制与该正极接线端连接的继电器(或负极接线端连接的继电器)断路，同时控制器控制切换至其它正极接线端连接的继电器(或负极接线端连接的继电器)导通。
附图说明
图1是本发明实施例一的整体结构示意图；
图2是本发明实施例一中采用跨桥极柱连接相邻电池单元格内铅质负极汇流排和铅质正极汇流排的结构示意图；
图3是本发明实施例一的跨桥极柱上表面焊接铜板的结构示意图；
图4是本发明实施例二的正极接线端的结构示意图；
图5是本发明实施例二的电路连接框图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
实施例一：
参考图1、图2和图3，本实施例提供一种双端子结构高倍率UPS铅酸电池，包括铅酸电池壳体1、盖合在铅酸电池壳体1上的盖体2，以及设置在铅酸电池壳体1上的电源正极端和电源负极端。所述电源正极端包括两个以上的正极接线端3，在本具体实施例中，所述电源正极端包括两个正极接线端3，两个正极接线端3之间不相接触。所述电源负极端包括两个以上的负极接线端4，在本具体实施例中，所述电源正极端包括两个负极接线端4，两个负极接线端4之间不相接触。
所述铅酸电池壳体1内开设多个盛有电解液的电池单元格10；各所述电池单元格10内均设置有铅质正极汇流排300、连接于铅质正极汇流排300的多片正极板100、铅质负极汇流排400和连接于铅质负极汇流排400的多片负极板200，且各所述电池单元格内的各正极板100和负极板200交替排列设置(上述铅质正极汇流排300、正极板100、铅质负极汇流排400和负极板200的连接结构为本领域常规技术手段)。
如图2所示，其中两块正极板100和两块负极板200交替设置在一个电池单元格(图中未示出)内，并且同一个电池单元格内的两块正极板100连接于铅质正极汇流排300，两块负极板200连接于铅质负极汇流排400。
电池单元格内铅质正极汇流排300与相邻电池单元格内的铅质负极汇流排400通过跨越电池单元格的跨桥极柱6串联连接；且各所述跨桥极柱6上表面焊接有铜板7，所述铜板7不与电池单元格内的电解质相接触(图中未示出)。
较传统的铅酸电池采用一个正极接线端和一个负极接线端的结构，本实施例通过设置两个正极接线端3以及两个负极接线端4，这样通过单个的正极接线端3及负极接线端4的电流I减小(减小为1/2)，根据热量公式Q＝I2Rt(I为电流；R为正极接线端/负极接线端的电阻；t为时间)，电流I减小，可以有效的降低正极接线端3及负极接线端4的发热。
进一步的，通过在跨桥极柱6上表面焊接铜板7，铜板7的电阻率低，可有效降低跨桥极柱6的温度升高速度。
通过上述技术方案，本双端子结构高倍率UPS铅酸电池能够有效防止UPS铅酸电池的正极接线端3、负极接线端4、铅质正极汇流排300和铅质负极汇流排400发生变形。
实施例二：
如图4和图5，本实施例二在上述实施例一的基础上，还包括控制器9和四个继电器93。
两个所述正极接线端3和两个所述负极接线端4上分别一一对应套设有绝缘导热套300(图4中仅示出正极接线端3上套设有绝缘导热套300的结构示意图，负极接线端4与正极接线端3的结构相同)。在本具体实施例中，优选的，所述绝缘导热套300采用硅胶套。
两个所述正极接线端3和两个所述负极接线端4分别一一对应连接一个继电器93。
各所述绝缘导热套300上分别一一对应设置有一个用于检测绝缘导热套300的温度传感器8。
所述控制器9包括处理器91、锂电池92、显示屏93和无线通信模块94。在本具体实施例中，优选的，所述处理器91采用MCS-51单片机；所述无线通信模块94采用蓝牙模块。
所述锂电池92与处理器91的电源端电连接，所述无线通信模块94与处理器91通信连接；所述显示屏93、各所述温度传感器8和各所述继电器90的控制端分别与处理器91电连接。
本实施例中，处理器91控制一路正极接线端所连接的继电器导通，另一路正极接线端所连接的继电器断路；处理器控制一路负极接线端所连接的继电器导通，另一路负极接线端所连接的继电器断路。
各温度传感器8分别检测各正极接线端3及负极接线端4的温度，并显示在显示屏93上。用户还可以采用移动终端设备(如手机)与本双端子结构高倍率UPS铅酸电池无线连接，通过移动终端设备接收各温度传感器8所采集的温度，还可以通过移动终端设备控制各继电器导通或断路。
所述处理器91内设定有温度阈值，通过检测通电的正极接线端(及负极接线端)的温度，当所检测的正极接线端(或负极接线端)温度超过设定阈值(如75℃)时，处理器91控制与该正极接线端连接的继电器(或负极接线端连接的继电器)断路，同时处理器91控制切换至另一路正极接线端连接的继电器(或负极接线端连接的继电器)导通。
通过本实施例二所公开的双端子结构高倍率UPS铅酸电池，可有效防止UPS铅酸电池的正极接线端3和负极接线端4发生形变。
上述无线通信模块94还可以采用NB-IoT通信模块、wifi模块等。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种双端子结构高倍率UPS铅酸电池，包括铅酸电池壳体，以及设置在铅酸电池壳体上的电源正极端和电源负极端；所述铅酸电池壳体内开设多个盛有电解液的电池单元格；各所述电池单元格内均设置有铅质正极汇流排、连接于铅质正极汇流排的多片正极板、铅质负极汇流排和连接于铅质负极汇流排的多片负极板，且各所述电池单元格内的各正极板和负极板交替排列设置；
其特征在于：
电池单元格内铅质正极汇流排与相邻电池单元格内的铅质负极汇流排通过跨越电池单元格的跨桥极柱串联连接；且各所述跨桥极柱上表面焊接有铜板，所述铜板不与电池单元格内的电解质相接触；
所述电源正极端包括两个以上的正极接线端，各所述正极接线端之间不相接触；
所述电源负极端包括两个以上的负极接线端，各所述负极接线端之间不相接触。
2.根据权利要求1所述的一种双端子结构高倍率UPS铅酸电池，其特征在于：还包括控制器和多个继电器；
各所述正极接线端和各所述负极接线端上分别一一对应套设有绝缘导热套；
各所述绝缘导热套上分别一一对应设置有一个用于检测绝缘导热套的温度传感器；
各所述正极接线端和负极接线端分别一一对应电连接于一个继电器；
各所述温度传感器和各所述继电器的控制端分别与控制器电连接。
3.根据权利要求2所述的一种双端子结构高倍率UPS铅酸电池，其特征在于：所述控制器包括处理器、锂电池和无线通信模块；
所述锂电池与处理器的电源端电连接，所述无线通信模块与处理器通信连接；
各所述温度传感器和各所述继电器的控制端分别与处理器电连接。
4.根据权利要求3所述的一种双端子结构高倍率UPS铅酸电池，其特征在于：所述控制器还包括显示屏，所述显示屏与处理器电连接。
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