CN200986953Y

CN200986953Y - 一种使蓄电池组中各单体电池电压均分的装置

Info

Publication number: CN200986953Y
Application number: CNU2006200431003U
Authority: CN
Inventors: 汪惠颂; 张建明; 蔡宏晖; 彭伟; 丁涛
Original assignee: 汪惠颂
Priority date: 2006-06-23
Filing date: 2006-06-23
Publication date: 2007-12-05
Anticipated expiration: 2016-06-23

Abstract

一种使浮充状态下的蓄电池组中各单体电池达到并保持电压均分的装置，其中，蓄电池组由多个单体电池串联而成，该装置包括：用于测量各单体电池电压的电压测量装置；多个电阻性负载；用于将电阻性负载并联至各单体电池的连接装置；控制装置，根据电压测量装置的测量值，确定其中的最大值和最小值并计算两者的差值，当差值不在预先设定的许可范围内时，控制连接装置，将一个电阻性负载并联在具有最大值电压的单体电池上，并且当该单体电池电压不再为最大值时，控制连接装置，将并联的电阻性负载断开。这样可以使电压不均分的蓄电池组在短时间内达到并保持均分，使各单体电池充足电量，并且延长蓄电池组的使用寿命。

Description

一种使蓄电池组中各单体电池电压均分的装置

技术领域

本实用新型涉及一种使浮充状态下的蓄电池组中各单体电池达到并保持电压均分的装置。

背景技术

在电信等行业中，经常使用蓄电池组作为备用电源。这类蓄电池组一般由多个单体电池串联而成。当常用电源中断时，蓄电池组进入工作，进行大电流的放电。常用电源恢复后，首先在预定的时间内对蓄电池组作大电流的充电，称为均充。然后，以较小的电流对蓄电池组进行充电，称为浮充。浮充的目的是补充蓄电池正常的电量损失。一般来说，每个单体电池的浮充电压会在2.23V左右。当电池组各单体电池的浮充电压中Vmax和Vmin之差小于一定数值，例如5mv时，认为电池组各单体电池的浮充电压基本相等，电池组电压均分，各单体电池电量基本充足。

在浮充状态下，由于每个单体蓄电池析气和失水程度不一，各单体蓄电池浮充电压值的差异会逐渐扩大。

如果浮充电压偏高，在氧再化合反应中，蓄电池浮充电流和由此产生的热量之间将形成正反馈，储温增高，正极板栅腐蚀速度和电池失水加快，从而导致电池损坏。

浮充电压偏低，蓄电池充电不足，将引起负极盐化和活性物质脱落加快。这种状况加快了蓄电池容量衰减的进程，使得电池由初期的假性容量递减，最终走向蓄电池早期失效。

一旦蓄电池组中有一个单体电池损坏，整个蓄电池组即告报废。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提出了一种使浮充状态下的蓄电池组中各单体电池达到并保持电压均分的装置。

本实用新型装置包括：

用于测量各单体电池电压的电压检测装置；

多个可与所述各单体电池并联的电阻性负载；

用于将电阻性负载并联至各单体电池的连接装置；

控制装置，控制装置与该电压检测装置及连接装置分别相连，该控制装置根据电压检测装置的测量值，确定其中的最大值和最小值并计算两者的差值，当差值不在许可范围内时，控制连接装置，将一个电阻性负载并联在具有最大值电压的单体电池上，并且当该单体电池电压不再为最大值时，控制装置控制连接装置，将并联的电阻性负载断开。

本实用新型还提供一种装置，包括：

用于测量各单体电池电压的电压检测装置；

多个可与所述各单体电池并联的电阻性负载；

用于将电阻性负载并联至各单体电池的连接装置；

控制装置，控制装置与该电压检测装置及连接装置分别相连，该控制装置根据电压检测装置的测量值，确定其中的最大值和最小值并计算两者的差值，当差值不在预先设定的许可范围内时，控制装置控制连接装置，将一个电阻性负载并联在具有最大值电压的单体电池上，经过预定的并联时间后，控制连接装置，将并联的电阻性负载断开。

本实用新型的装置实际产生的直接作用是对浮充电压高的单体电池充电电流进行分流，使该单体电池几乎停止充电，甚至可能产生放电，其效果是对该单体电池起到活化作用。与此同时，其余蓄电池充电电流增大。在一段时期内频繁地、轮换地实施这一动作，又相当于对各单体电池实施了补充电。这样可以使电压不均分的蓄电池组在短时间内达到并保持均分，使各单体电池充足电量，并且延长蓄电池组的使用寿命(实验表明，可延长30％以上)。

另外，以往情况下，如果某组蓄电池中某一单体蓄电池的容量低于标称容量的80％，则该组蓄电池将被整组置换。而使用了本实用新型的装置后，只需更换一只同型号、同容量的单体蓄电池即可。

附图简要说明

图1是本实用新型装置一个实施例的框图；

图2是本实用新型中电压检测装置的一个实施例的框图；

图3是本实用新型中连接装置及电阻性负载的一个实施例的框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示，在蓄电池组1不工作的时候，由浮充电源2以较小的浮充电流对其进行充电。这时，本实用新型的装置进行工作。

首先，电压检测装置3对蓄电池组1中的各个单体电池的端电压进行测量，并将测量值传送给控制装置4。

控制装置4对接收到的电压测量值进行比较，确定其中的最大值和最小值并计算两者的差值。当各单体电池电压中的最大值和最小值之差值不在预定的许可范围内(例如5mv)时，控制连接装置5，在电压为最大值的单体电池上并联电阻性负载6。电阻性负载6包括多个单体电阻，每一个电阻对应一个单体电池。在电压为最大值的单体电池上并联电阻性负载6实际上就是将一个单体电阻并联在对应的单体电池上。单体电阻阻值应设定成尽量小，使流经单体电池的浮充电流尽量少，也就是说，浮充电流几乎全部经过该单体电阻，而相应的单体电池几乎不充电，其端电压就会下降。也可以将单体电阻阻值设定成更小，使单体电池通过该单体电阻放电，这种情况下，单体电池的端电压会下降的更快。同时，由于电路中总的阻值减小，浮充电流增大，其余单体电池得到更多充电，电量得到补充，端电压升高。整个蓄电池组中的各个单体电池趋向电压均分。

当单体电池的端电压不再是最大值时，将其上并联的电阻性负载断开。然后，重复上述动作。

图2是本实用新型中电压检测装置的一个实施例。其中，电子开关3.1以很高的频率轮流采集各单体电池的电压信号，送入减法器3.2，得出电压值，再用减法器3.3减去电压基准源3.4产生的基准电压2V，差值经放大器3.5放大后送入A/D转换器3.6转换成数字信号，输出给控制装置4。

图3是本实用新型中连接装置及电阻性负载的一个实施例。其中，连接装置5包括继电器5.2及其驱动电路5.1。驱动电路5.1在前述控制装置4的信号控制下，驱动相应的继电器5.2，将电阻性负载6中相应的单体电阻并联在蓄电池组1中相应的单体电池上。对于每一个单体电池，都有对应的单体电阻和继电器及其驱动电路。

作为一个变化实施例，可以用一个有多个端口的电子开关替代上述继电器5.2及其驱动电路5.1，在控制装置4的信号控制下，通过相应端口的接通和断开，将电阻性负载6中相应的单体电阻并联在蓄电池组1中相应的单体电池上，或者将并联在单体电池上的单体电阻断开。

本实用新型中的控制装置4可以是一块经过适当编程的CPU，如型号为89C52的工业用CPU。

作为本实用新型另外一种实施例，可以将控制装置4设置成按一定的周期工作。在每一个周期中，同前述过程一样，进行电压比较以确定其中的最大值和最小值，计算最大值和最小值的差值并判断是否不在预定的许可范围内，然后决定是否在电压为最大值的单体电池上并联电阻性负载。在经过预定的并联时间后，断开并联的电阻性负载。然后经过一个预定的断开时间，进入下一周期。

上述并联时间可以按以下公式确定，例如：

并联时间t＝5秒 (当Vmax-Vmin≥100毫伏时)

并联时间t＝0.05(Vmax-Vmin) (当Vmax-Vmin＜100毫伏时)

(Vmax为蓄电池组中单体电池电压的最大值，Vmin为电池组中单体电池电压的最小值，单位为毫伏)

或者无论Vmax为多大，均设置一个固定的并联时间，例如3秒钟。

在并联时间之后的断开时间也可设置成固定长短的，例如0.5秒。

作为本实用新型的一种变化实施例，控制装置4对接收到的电压测量值进行比较，确定其中的最小值并计算其余电压测量值与该最小值的差值。当差值不在预定的许可范围内(例如5mv)时，也可以在其端电压与最小值电压之差值不在许可范围内的所有单体电池上都并联一个单体电阻，并联时间和断开时间同上一实施例。

或者，也可以在其端电压与最小值电压之差值不在许可范围内的单体电池中，随机选定一个或几个，在其上并联单体电阻，并联时间和断开时间同上一实施例。

本实用新型结合上述典型实施例进行了详细描述，各种选择、修改、变化、改进和/或基本的等同技术，目前已知的或者是(可能)未知的内容，对本领域的普通技术人员是熟知的。因此，本实用新型的上述的典型实施例，在与阐明而不在于限制本发明。在不脱离本发明的精神和范围之内可以做多种改变。因此，本实用新型可以包含所有已知的或者以后发展的选择、修改、变化、改进和/或基本的等同技术。

Claims

1.一种使蓄电池组中各单体电池电压均分的装置，其中，所述蓄电池组由多个单体电池串联而成，并处于浮充状态下，其特征在于，该装置包括：

用于测量所述各单体电池电压的电压检测装置；

多个可与所述各单体电池并联的电阻性负载；

用于将电阻性负载并联至各单体电池的连接装置；

控制装置，所述控制装置与所述电压检测装置及连接装置分别相连，所述控制装置根据电压检测装置的测量值，确定其中的最大值和最小值并计算两者的差值，当差值不在预先设定的许可范围内时，所述控制装置控制所述连接装置，将一个电阻性负载并联在具有最大值电压的单体电池上，并且当该单体电池电压不再为最大值时，所述控制装置控制所述连接装置，将并联的电阻性负载断开。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电阻性负载包括单体电阻，所述连接装置包括将所述多个单体电池和所述多个单体电阻接通/断开的多个继电器及驱动所述多个继电器的驱动电路，每一个继电器对应一个单体电阻。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电阻性负载包括单体电阻，所述连接装置包括将所述多个单体电池和所述多个单体电阻接通/断开的有多个端口的电子开关。

4.一种使蓄电池组中各单体电池电压均分的装置，其中，所述蓄电池组由多个单体电池串联而成，并处于浮充状态下，其特征在于，该装置包括：

用于测量所述各单体电池电压的电压检测装置；

多个可与所述个单体电池并联的电阻性负载；

用于将电阻性负载并联至各单体电池的连接装置；

控制装置，所述控制装置与所述电压检测装置及连接装置分别相连，所述控制装置根据电压检测装置的测量值，确定其中的最大值和最小值并计算两者的差值，当差值不在预先设定的许可范围内时，所述控制装置控制所述连接装置，将一个电阻性负载并联在具有最大值电压的单体电池上，经过预定的并联时间后，所述控制装置控制所述连接装置，将并联的电阻性负载断开。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述电阻性负载包括单体电阻，所述连接装置包括将所述多个单体电池和所述多个单体电阻接通/断开的多个继电器及驱动所述多个继电器的驱动电路，每一个继电器对应一个单体电阻。

6.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述电阻性负载包括单体电阻，所述连接装置包括将所述多个单体电池和所述多个单体电阻接通/断开的有多个端口的电子开关。

7.如权利要求4所述的装置，其特征在于，在每一个并联时间之后有一个预定的断开时间，所述控制装置在该期间内维持所述电阻性负载与所述单体电池断开的状态。