CN201663468U - 单格可同时充电的蓄电池及多路并联充电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单格可同时充电的蓄电池及多路并联充电器，旨在为电动车等提供一种更理想的蓄电池及相应的充电方法。它包括蓄电池外壳、正、负极板、隔板、正、负极汇流条、过桥、极耳、上盖、电解液，还包括电源电路、正负脉冲充电电路、单格检测电路、CPU主控电路、电源控制电路。蓄电池可充电过桥上端极柱通过蓄电池上盖连接孔用螺钉连接充电导线，使蓄电池的各个单格可被充电；充电器是根据蓄电池单格数量，制造有相同数量的相对独立的充电电源。本实用新型加快了充电的速度，宿短了充电时间；使蓄电池或蓄电池组的电压更均衡，更充足；摒弃原串联充电方式中蓄电池各单格之间在充电时某些单格过充发热，某些单格充不足等相互不利影响。

Description

单格可同时充电的蓄电池及多路并联充电器

技术领域

本组合发明涉及蓄电池的制造工艺及相关的多路并联充电器，特别涉及以电动车为代表的作为动力型、牵引型使用的各类蓄电池及相关的并联充电器的充电方法。

背景技术

目前国内外普遍使用的各类蓄电池，不同程度的都存在着易失水、易硫化、易过充电、欠充电等缺陷，因而造成蓄电池的寿命一般都达不到设计要求。同时又普遍存在充电时间较长，无法在短时内快速的无损伤充电。究其原因：是人们对蓄电池的设计、制造及相关的充电方式的理念，仍停留在传统思维中，仍在沿用100多年以来的传统老方式即蓄电池内部单格与单格之间的链接，仍然采用“过桥”串联的方式，它的充电与放电，理所当然只能仍然采用传统老方式的串联方式。例：12v电动车的蓄电池，内部采用6个单格为2v的单元相串联，外部留有正、负二极，凡是该电池的充电与放电都必须通过此正、负二极；又例：36v的电动车蓄电池组，采用3只12v的蓄电池相串联，其实质就是18个单格为2v的单元相串联。

此结构的电池：

第一，注定了蓄电池单格之间在充电时的相互影响较大，由于蓄电池的制造要求较高，工艺较为复杂，很难保证电池的每个单格的容量、内阻都完全一致，即单格之间的均衡，在电池的充电过程中，就会产生某一个或几个单格的容量、内阻不一致、电压或高或低，造成过充电或欠充电，使存在瑕疵的单格过充或欠充，加速失水或硫化，容量降低，经一段时间的使用很快就会影响相邻的单格，同样出现发热失水、容量下降，循环往复，导致整个蓄电池或蓄电池组提前报废，造成极大的浪费。

第二，随着生活节奏的加快，人们渴望有更快更好的充电方式，现有结构的蓄电池一定程度的制约了这一技术的发展，因自1859年法国著名物理学家普朗泰发明了铅酸蓄电池150年以来，据查资料，尚没出现过可对蓄电池的各个单格同时进行充电的蓄电池及相关的充电技术。

现阶段的充电技术：

第一，假设新的蓄电池的每个单格的容量、内阻都完全一致，即单格之间非常的均衡，但由于串联式的充电方式，也难以做到蓄电池的每个单格的被充电压、电流完全一致，使用一段时期后，单格与单格之间也会出现不均衡。业内人士有“电池是被充坏的共识”。

第二，因蓄电池发明迄今，未出现可直接对单格充电的蓄电池，因而也就无此方面技术的出现。

发明内容

本组合发明单格可同时充电的蓄电池及多路并联充电器的主要目的是为了重新认识蓄电池被充电的观念，否定“电池是被充坏的共识”；另一目的是为了提供目前最先进的充电方法即单格充电法，彻底改变传统蓄电池及充电器充电与被充电的方法；又一目的是为克服现有蓄电池与充电器的不足：

提供一种蓄电池的各个单格可直接同时被充电的蓄电池；提供一种有相对独立电源的多路并联充电器，该充电器是根据蓄电池单格数量，制造有相同数量的相对独立的充电电源；此单格的电压、电流与彼单格的电压、电流毫无关联，各自充满后各自自动关闭，加快了充电的速度，宿短了充电时间；使蓄电池或蓄电池组的电压更均衡，更充足；摒弃原串联充电方式中蓄电池各单格之间在充电时某些单格过充发热，某些单格充不足等相互影响。

为实现上述目的，单格可同时充电的蓄电池及多路并联充电器采取了以下技术方案：由一种单格可直接同时充电的蓄电池和一种多路并联充电器相互组合而成。

一种单格可直接同时充电的蓄电池包括外壳、正、负极板、隔板、正、负极汇流条、过桥、极耳、上盖、电解液等，其工艺方法：a用一种近似“人”字型可充电的过桥替代原蓄电池结构中各单格之间的过桥，新增可充电过桥上端极柱具有连接充电导线功能，b蓄电池上盖的过桥位置预留有导线连接孔，此孔也可在注射上盖时做成不穿孔，需要时轻捅即通，c原蓄电池正负二极仅作串联电源输出使用，摒弃原蓄电池正负二极作为串联电源充电的使用；通过蓄电池上盖导线连接孔在各可充电过桥上端用螺钉(焊接、铆接均可)分别连接充电导线并用密封胶将极柱与螺钉、导线密封，以防其泄气、氧化；用可充电的过桥替代原蓄电池结构中各单格之间的过桥，目的是使单格之间的过桥可连接充电导线；所述的可充电过桥的上端可向外上方向通过蓄电池的上盖连线孔连接充电导线，两个下端与原过桥相同，分别连接两个单格的负、正极，以满足蓄电池串联放电的需要；所述的可充电过桥的制造材料与原蓄电池的过桥材料相同；所述的可充电过桥极柱是此单格与彼单格的共用极柱，在充电时既是此单格的负极输出极柱，又是彼单格的正极输入极柱，使蓄电池的各个单格具备被充电条件；以12v电动车蓄电池为例，在6个相对独立封闭的单格的结构基础上，通过可充电过桥上端，分别向外增加5个相对独立并密封的极柱，并借用蓄电池正极兼作第一单格的充电正极，负极兼作最后一单格的充电负极，共7个极柱，通过极柱与导线、与多路并联充电器与市电连接就可对蓄电池同时实施各个单格的充电。

本发明一种单格可直接同时充电的蓄电池制造工艺未涉及的部分与原蓄电池制造工艺相同。

一种多路并联充电器包括电源电路、正负脉冲充电电路、单格检测电路、CPU主控电路、电源控制电路等。本实施例采用的是多路并联正负脉冲充电电路和多路单格检测电路。多路并联充电器的充电方法与原充电方法相比较：它一改过去蓄电池采用串联式充电即无论多少只电池、无论多少个单格，都一同利用同一电源同时充电，而不问电池与电池之间、单格与单格之间的电压、电流是否均衡一致，多路并联充电器的充电方法改用相对较大的电压、电流同时对每一个蓄电池或蓄电池组的单格进行相对独立的充电，使电压更充足，大大的加快了充电的速度，宿短了充电时间，实现蓄电池的真正无损伤快速充电；此单格的电压、电流与彼单格的电压、电流毫无关联，各自充满后各自自动关闭，使电压更均衡，切断了蓄电池各个单格之间因串联充电而产生的某些单格过充发热，某些单格充不足等不利影响，大大延长了蓄电池的使用寿命；结合采用正负脉冲等有效技术手段，既可又快又好的充满电池，使电池不过充、不欠充，在充电的同时又能维护、不损坏电池，使蓄电池长期保持在最佳的状态下充电、使用。从而基本能达到蓄电池的设计使用寿命。

多路并联充电器由于采用了CPU技术，增加了各个单格电压的检测功能：当单格电压检测电路检测到某个单格电压达到所设定电压值时，(一般情况下单格电压为2.15-2.23v)此路单格充电电源切断，但此路电压、电流不分担到其它单格上。充满一个，切断一个，直至所有单格全部充满电、全部切断。当最后一单格充满电并切断该单格电源时，同时关闭整个充电器的市电电源。

由于采用了上述技术方案，本组合发明单格可同时充电的蓄电池及多路并联充电器具有以下积极效果：1，蓄电池在被充电时每个单格相对独立充电，加快了充电的速度，宿短了充电时间，实现蓄电池真正无损伤快速充电；2，蓄电池在被充电的过程中单格之间无相互影响，使蓄电池不易过、欠充电，不易失水硫化，切断了蓄电池各个单格之间因串联充电而产生的某些单格过充发热，某些单格充不足等不利影响，大大延长了蓄电池的使用寿命；3，充电方法改用相对较大的电压、电流同时对每一个单格进行相对独立的充电，使电压更均衡；4，在充电时，此单格的电压、电流与彼单格的电压、电流毫无关联，各自充满后各自自动关闭，使电压更充足。

附图说明

图1是单格可直接同时充电的蓄电池示意图

图2是未连接导线的单格可直接同时充电的蓄电池示意图

图3是可充电的过桥

图4是原工艺过桥

图5是蓄电池上盖充电导线孔位置示意图

图6是图5仰视图

图7是多路并联充电器电路构成方框图

图8是多路并联充电器部分原理图

图9是又一多路并联充电器的部分原理图

图中，蓄电池上盖1、上盖导线孔1-1、上盖过桥位置1-2、可充电过桥2、可充电过桥上端极柱2-1、原工艺过桥3、连接螺钉4、单格充电导线5、蓄电池正极6、蓄电池负极7、蓄电池外壳8及根据图7、图8原理制造的充电器。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本组合发明作进一步详细描述：

一种单格可直接同时被充电的蓄电池，包括外壳、正、负极板、隔板、正、负极汇流条、过桥、极耳、上盖、电解液等。再以12v电动车蓄电池为例，参照图1、图2、图3、图4、图5中，蓄电池6个单格的5个过桥用一种近似“人”字型的可充电过桥2替代原蓄电池结构中各单格之间的过桥3，新增“人”字型的过桥上端极柱2-1具有连接充电导线5的功能，二个下端与原过桥功能相同仍分别连接二个单格的负极、正极，以满足蓄电池串联电源输出使用；通过电池上盖导线孔1-1、用连接螺钉4、分别连接充电导线5、可充电过桥上端极柱2-1，蓄电池正极6兼作第一单格的充电正极，负极7兼作最后一单格的充电负极，共7个极柱，如图1所示，用密封胶将极柱2-1与连接螺钉4导线5的一端密封，以防其泄气、氧化，所述的可充电过桥极柱2-1是此单格与彼单格的共用极柱，在充电时既是此单格的负极输出极柱，又是彼单格的正极输入极柱，使蓄电池的各个单格具备被充电条件，连接多路并联充电器就可对12v蓄电池的每个单格同时进行相对独立的充电。由于采用了目前最优秀的单格充电方法，蓄电池的二个极柱6、7仅作串联电源输出放电使用，摒弃二个极柱6、7作为串联电源输入(充电)使用。

单格可直接同时充电的蓄电池制造工艺未涉及的部分与原蓄电池制造工艺相同。

单格可同时充电的蓄电池另一实施例，仍以12v电动车蓄电池为例，在现有蓄电池工艺的基础上，在蓄电池上盖的每个过桥位置处1-2直接用2mm左右钻头钻一孔，孔的深度需钻进过桥3，6mm左右，用连接螺钉4连接过桥3、连接单格充电导线5，再用密封胶将自攻螺丝与导线密封，以防其泄气、氧化，同样可达到上述实施例之目的。

一种多路并联充电器，结合图7、图8，包括电源电路、正负脉冲充电路、单格检测电路、CPU主控电路、电源控制电路等，本实施例采用的是多路并联正负脉冲充电路和多路单格检测电路，其中电源电路中电源变压器由一个初级线圈和N组次级线圈组成，每组次级线圈的交流电源，都需经过桥式整流滤波，以得到多路并联充电器电路所需的相互独立的直流电源，所述的N组次级线圈就是次级线圈组与需要充电的蓄电池单格的数量相同。所述的正负脉冲充电路是有多路正负脉冲充电路并联组成，并分别连接相对应的初级线圈和蓄电池单格。以12v多路并联充电器为例，12v蓄电池有6个2v的单格组成，12v多路并联充电器就必须要有相应的6对相对独立的充电电源，换言之12v多路并联充电器电源变压器的次级线圈组

必须要有6对，所述的相对独立的充电电源是由同一电源变压器的N组次级线圈组成，其中多路并联正负脉冲充电路是由6路相对独立的单个充电电源和6路正负脉冲发生电路并联组成；所述的单格检测电路由多路单格检测电路并联组成并分别连接相应的蓄电池单格和CPU主控电路，所述的多路单格检测电路的组数量与相应的蓄电池单格数量相同。

一个完整的多路并联充电器对单格可同时充电的蓄电池的充电过程，如图7、图8所示，当市电连接电源电路，多路并联正负脉冲充电路、多路单格检测电路、CPU主控电路、电源控制电路等都处于准备工作状态，当多路并联正负脉冲充电电路连接单格可同时充电的蓄电池时，多路单格检测电路对单格可同时充电的蓄电池进行检测是否需要进行充电，CPU主控电路根据多路单格检测电路的检测信号与CPU内置程序进行比较判别：a如需要充电时CPU主控电路指挥多路并联正负脉冲充电电路对单格可同时充电的蓄电池进行充电，同时多路单格检测电路对单格可同时充电的蓄电池的充电过程进行不间断检测，当单格可同时充电的蓄电池的某个单格已充满达到所设定值时，(一般每个单格2.15-2.23v)，CPU主控电路就会控制充电电路切断该单格的充电，以此类推，充满一个切断一个，直至所有单格全部充满电、全部切断。当最后一单格充满电并切断该单格电源时，CPU主控电路指挥电源控制电路同时关闭整个充电器的市电电源；b如多路单格检测电路对单格可同时充电的蓄电池容量进行比较判别不需充电时，CPU主控电路不会指挥任何动作。

图9是又一多路并联充电器各路有独自独立电源的部分原理图。

本组合发明单格可同时充电的蓄电池及多路并联充电器，能大大加快使蓄电池的无损伤快速充电，使电压更充足、更均衡、彻底否定“电池是被充坏”的共识，基本能达到蓄电池的设计使用寿命；为电动助力车蓄电池，电动汽车等蓄电池快速无损伤充电提供了理想的蓄电池及相应的充电方法。

本组合发明单格可同时充电的蓄电池及多路并联充电器特别适用以电动车为代表的作为动力型、牵引型使用的铅酸蓄电池、铅晶蓄电池、晶胶蓄电池、锂离子蓄电池、胶体蓄电池等电池。同时适用一般铁镍蓄电池、金属氧化物蓄电池、锌银蓄电池、锌镍蓄电池、氢镍蓄电池、硅能蓄电池等蓄电池。

虽然，本发明已以较简单、基础的实施例公开上述，目的只是说明单格可同时充电的蓄电池及多路并联充电器的相互关系及实施方法，并非限定本发明是唯一的实施例，凡是未摆脱蓄电池单格充电及充电器同时对蓄电池单格充电的理念、方式，或简单的变化和修饰；均属本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种单格可同时充电的蓄电池及多路并联充电器，由一种单格可同时充电的蓄电池和一种多路并联充电器组合而成，单格可同时充电的蓄电池由外壳(8)、正、负极板、隔板、正、负极汇流条、可充电过桥(2)、正负极耳(6、7)、上盖(1)、电解液连接组装而成；多路并联充电器由电源电路、正负脉冲充电电路、单格检测电路、CPU主控电路、电源控制电路连接组装而成；其特征是：

a、所述的可充电过桥(2)上端极柱(2-1)连接充电导线(5)、两个下端分别连接两个单格的负、正极；

b、所述的蓄电池上盖的过桥位置(1-2)预留有导线连接孔(1-1)；

c、所述的蓄电池正极(6)同是第一单格的充电正极；

d、所述的蓄电池负极(7)同是最后一单格的充电负极；

e、所述的多路并联充电器安装有CPU主控电路；

f、所述的电源电路中的电源变压器是由同一电源变压器的一个初级线圈与相应需要充电的蓄电池单格数量相同的次级线圈组组成；

g、所述的正负脉冲充电路分别连接相对应的初级线圈组和蓄电池单格；

h、所述的单格检测电路分别连接相应的蓄电池单格和CPU主控电路；

i、所述的电源控制电路分别连接电源电路和CPU主控电路。

2.根据权利要求1所述的一种单格可同时充电的蓄电池及多路并联充电器，其特征是，所述的可充电过桥上端极柱(2-1)通过电池上盖导线孔(1-1)、用连接螺钉(4)、连接充电导线(5)。

3.根据权利要求2所述的一种单格可同时充电的蓄电池及多路并联充电器，其特征是，所述的过桥上端极柱(2-1)、上盖导线孔(1-1)、连接螺钉(4)、充电导线(5)处，注密封胶密封。

4.根据权利要求1所述的一种单格可同时充电的蓄电池及多路并联充电器，其特征是，所述的可充电过桥极柱(2-1)在充电时是此单格与彼单格的共用极柱。

5.根据权利要求1所述的一种单格可同时充电的蓄电池及多路并联充电器，其特征是，所述的蓄电池上盖的过桥位置(1-2)导线连接孔(1-1)，可注射成为不穿孔。

6.根据权利要求1所述的一种单格可同时充电的蓄电池及多路并联充电器，其特征是，所述的每组次级线圈的交流电源，经过桥式整流滤波。

7.根据权利要求1所述的一种单格可同时充电的蓄电池及多路并联充电器，其特征是，所述的正负脉冲充电电路由多路正负脉冲充电路并联组成。

8.根据权利要求7所述的一种单格可同时充电的蓄电池及多路并联充电器，其特征是，所述的多路并联正负脉冲充电电路的数量与相应的次级线圈组和蓄电池单格数量相同。

9.根据权利要求1所述的一种单格可同时充电的蓄电池及多路并联充电器，其特征是，所述的单格检测电路由多路单格检测电路并联组成。

10.根据权利要求9所述的一种单格可同时充电的蓄电池及多路并联充电器，其特征是，所述的多路单格检测电路的数量与相应的蓄电池单格数量相同。 

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