CN202009248U - 并联蓄电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种并联蓄电池，包括：第一蓄电池组(1)；第二蓄电池组(2)，第一蓄电池组(1)和第二蓄电池组(2)以并联的方式连接；一用于对第一蓄电池组(1)充电的第一充电电路(3)，与第一蓄电池组(1)连接；一用于对第二蓄电池组(2)充电的第二充电电路(4)，与第二蓄电池组(2)连接；一用于控制第一充电电路(3)和第二充电电路(4)，以异步充电的方式分别向第一蓄电池组(1)和第二蓄电池组(2)进行充电的充电控制电路(5)，分别与第一充电电路(3)和第二充电电路(4)连接，可使并联蓄电池中的不同蓄电池组在并联使用时真正起到电气隔离的作用，互不干扰。

Description

并联蓄电池

技术领域

本实用新型涉及一种蓄电池，尤其涉及一种并联蓄电池。

背景技术

蓄电池作为动力源，在通信电源领域和电动汽车领域都有广泛的应用。在不提高蓄电池组的端电压条件下，若要延长蓄电池组的持续放电时间，目前的办法就是蓄电池组并联使用，但在现有蓄电池组并联技术方案中，蓄电池组之间通常只是利用开关或熔断器进行隔离。如图1所示，为现有的蓄电池组并联隔离的示意图，图中1-1为直流母线，1-2为电气开关，1-3为熔断器。

由此可知，在现有技术方案中，蓄电池组之间只是通过电气元件进行了简单的机械隔离，只要电气开关闭合，各组蓄电池就成了直接并联关系，实际上没有电气隔离。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种并联蓄电池，使并联蓄电池中的不同蓄电池组在并联使用时真正起到电气隔离的作用，互不干扰。

为了达到上述目的，本实用新型提供一种并联蓄电池，包括：

第一蓄电池组1；

第二蓄电池组2，所述第一蓄电池组1和所述第二蓄电池组2以并联的方式连接；

一用于对所述第一蓄电池组1进行充电的第一充电电路3，与所述第一蓄电池组1连接；

一用于对所述第二蓄电池组2进行充电的第二充电电路4，与所述第二蓄电池组2连接；

一用于控制所述第一充电电路3和所述第二充电电路4，以异步充电的方 式分别向所述第一蓄电池组1和所述第二蓄电池组2进行充电的充电控制电路5，分别与所述第一充电电路3和所述第二充电电路4连接。

优选的，所述并联蓄电池还包括：一用于向所述充电控制电路5提供电能的辅助电源6，与所述充电控制电路5连接。

优选的，所述第一充电电路3和所述第二充电电路4为场效应管电路。

优选的，所述充电控制电路5为序列脉冲输出驱动控制电路。

优选的，所述并联蓄电池还包括：一用于对所述第一蓄电池组1进行放电的第一放电电路7，与所述第一蓄电池组1连接，与所述第一充电电路3并联；

一用于对所述第二蓄电池组2进行放电的第二放电电路8，与所述第二蓄电池组2连接，与所述第二充电电路4并联。

优选的，所述第一放电电路7和所述第二放电电路8为二极管电路。

优选的，所述第一放电电路7和所述第二放电电路8为肖特基二极管电路。

优选的，所述并联蓄电池还包括：电流输出端9，所述电流输出端9的一端分别与所述第一蓄电池组1和所述第二蓄电池组2连接，所述电流输出端9的另一端分别与所述第一放电电路7和所述第二放电电路8连接。

优选的，所述并联蓄电池还包括：电流输入端10，所述电流输入端10的一端分别与所述第一蓄电池组1和所述第二蓄电池组2连接，所述电流输入端10的另一端分别与所述第一充电电路3和所述第二充电电路4连接。

由上述技术方案可知，本实用新型实施例具有以下的有益效果：

一)通过在并联蓄电池中设置异步充电电路，可实现不同蓄电池组并联时的电气隔离；

二)在充电时，序列脉冲输出驱动控制电路产生序列脉冲输出驱动信号，轮流驱动异步充电通道，可将组合开关电源对并联蓄电池的连续直流充电改变为大电流脉冲充电，可延长并联蓄电池的使用寿命；

三)放电时，由于放电通道只单向导通，因此，各组蓄电池只能与负载(例如通信负荷)形成回路，不能与其它蓄电池组间形成回路，切断了一组蓄电池对其它几组蓄电池充电的路径，消除了蓄电池组间相互充电、钳位等危害。

附图说明

图1为现有的蓄电池组并联隔离的示意图；

图2为本实用新型的实施例中并联蓄电池的结构框图；

图3为本实用新型的实施例中并联蓄电池的电路图；

图4为现有的直流恒流充电与本实施例中脉冲序列充电的波形比较示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型实施例做进一步详细地说明。在此，本实用新型的示意性实施例及说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

如图2所示，为本实用新型的实施例中并联蓄电池的结构框图，该并联蓄电池包括：

第一蓄电池组1；

第二蓄电池组2，所述第一蓄电池组1和所述第二蓄电池组2以并联的方式连接；

一用于对所述第一蓄电池组1进行充电的第一充电电路3，与所述第一蓄电池组1连接；

一用于对所述第二蓄电池组2进行充电的第二充电电路4，与所述第二蓄电池组2连接；

一用于控制所述第一充电电路3和所述第二充电电路4，以异步充电的方式分别向所述第一蓄电池组1和所述第二蓄电池组2充电的充电控制电路5，分别与所述第一充电电路3和所述第二充电电路4连接。

在本实施例中，第一蓄电池组1和第二蓄电池组2是一种具有可逆的电化学能量转换功能，并能进行充电、放电多次循环使用的直流电源设备，例如：用电气方式连接起来的用作能源的两个或者多个单体蓄电池组成。

在本实施例中，该并联蓄电池中包括的蓄电池组并不限于第一蓄电池组和第二蓄电池组。当然，在本实施例中并不限定该蓄电池组的个数。

继续参见图2，该并联蓄电池还包括：一用于向所述充电控制电路5提供 电能的辅助电源6，与所述充电控制电路5连接。

例如：通过辅助电源6向充电控制电路5提供15V和5V的直流电源。

在本实施例中，所述第一充电电路3和所述第二充电电路4为场效应管电路，例如：可选用低电阻大电流的场效应管，或者也可选用大功率三极管来实现其功能。

在本实施例中，所述充电控制电路5可选用序列脉冲输出驱动控制电路，该序列脉冲输出驱动控制电路可产生序列脉冲输出驱动信号，按等时间间隔轮流驱动第一充电电路3和第二充电电路4，这样就可达到对第一蓄电池组1和第二蓄电池组2异步充电的目的。通过异步充电，可使得第一蓄电池组1和第二蓄电池组2相对独立，第一蓄电池组1和第二蓄电池组2能获得足够高的充电脉冲电压，从而第一蓄电池组1和第二蓄电池组2都可充电饱和。

继续参见图2，在本实施例中，该所述并联蓄电池还包括：

一用于对所述第一蓄电池组1进行放电的第一放电电路7，与所述第一蓄电池组1连接，与所述第一充电电路3并联；

一用于对所述第二蓄电池组2进行放电的第二放电电路8，与所述第二蓄电池组2连接，与所述第二充电电路4并联。

通过第一放电电路7和第二放电电路8可实现第一蓄电池组1和第二蓄电池组2的同步放电。

在本实施例中，所述第一放电电路7和所述第二放电电路8为二极管电路，例如可选用肖特基二极管电路，也可以采用大功率二极管实现其功能。

当然，在本实施例中也可采用将第一充电电路3与第一放电电路7以集成的方式部署，将第二充电电路4与第二放电电路8以集成的方式部署，例如采用导通方向可控的电子元器件来实现上述集成设计。

在本实施例中，该并联蓄电池还包括：用于给通信负荷供电的电流输出端9，所述电流输出端9的一端分别与所述第一蓄电池组1和所述第二蓄电池组2连接，所述电流输出端9的另一端分别与所述第一放电电路7和所述第二放电电路8连接。

在本实施例中，该通信负荷可以是MSC(移动交换中心)、BSC(基站控制器)、BTS(基站发信台)等设备。

在本实施例中，该并联蓄电池还包括：用于接充电电源的电流输入端10，所述电流输入端10的一端分别与所述第一蓄电池组1和所述第二蓄电池组2连接，所述电流输入端10的另一端分别与所述第一充电电路3和所述第二充电电路4连接。

在本实施例中，该充电电源可将220V交流电源变成53～56V的直流电源，以53～56V直流电源对并联蓄电池进行充电。

如图3所示，为本实用新型的实施例中并联蓄电池的电路图，其中

n：表示并联的蓄电池组的组数，n＞2；

D1～Dn：表示肖特基二极管；

K1～Kn：表示应急旁路开关；

V1～Vn：表示低电阻大电流场效应管；

T：表示集成控制电路；

PS：表示辅助电源。

在本实施例中，通过设置了充电、放电独立的两种物理路由(充电通道和放点通道)，例如可利用半导体的单向导通特性建立各自路由的物理通道，在上图中，V1～Vn为异步充电通道；D1～Dn为同步放电通道。

在本实施例中，T为序列脉冲输出驱动控制电路，该序列脉冲输出驱动控制电路可使用15V、5V直流电源，序列脉冲输出驱动控制电路的每帧输出脉冲数量为n，每帧为1个周期，12V≤脉冲幅度≤13V。n代表并联蓄电池组的组数，所以，并联蓄电池组的数量n可通过序列脉冲输出驱动控制电路来设定。

在本实施例中，采用序列脉冲输出驱动控制电路，产生序列脉冲输出驱动信号，按规律(例如等时间间隔)轮流驱动用场效应管V1～Vn构成的异步充电通道，这样就达到对2组到n组蓄电池隔离充电的目的。

下面结合图3，来详细介绍该并联蓄电池的工作原理。在市电正常下，序列脉冲输出驱动控制电路输出第一帧的第一个驱动脉冲时，充电通道V1导通，则组合开关电源只向蓄电池组(1)充电；当序列脉冲输出驱动控制电路输出第一帧的第二个驱动脉冲时，充电通道V2导通，当序列脉冲输出驱动控制电路输出第一帧的第n个驱动脉冲时，充电通道Vn导通，然后重复以上过程， 直到并联蓄电池中的蓄电池组全部充饱。

并联蓄电池中的蓄电池组全部充饱后，只要市电正常，序列脉冲输出驱动控制电路依然会均匀的输出驱动脉冲，只是由于蓄电池的电压已等于组合开关电源的浮充电压，充电通道V1～Vn中不会再有电流流过。

在充电时，由于充电通道V1～Vn是轮流导通，故每组蓄电池的充电状态处于“一充、一歇”，脉冲电流强度是常规充电方法的n倍，脉冲大电流充电对延长蓄电池的使用寿命是非常有利的。

在放电时，由于放电通道D1～Dn只单向导通，因此，各组蓄电池只能与通信负荷形成回路，不能与其它蓄电池组间形成回路，切断了一蓄电池组对其它几蓄电池组充电的路径，消除了蓄电池组间相互充电、钳位等危害。

此外，放电通道D1～Dn的隔离功能还可以对各蓄电池组的放电起到均流保护作用，使各蓄电池组起到平衡放电的作用；如果某蓄电池组有损坏，其端电压必将下降，受其它隔离二极管的隔离，该蓄电池组就会退出供电，从而不会拖垮其它蓄电池组。

如图4所示，为现有的直流恒流充电与本实施例中脉冲序列充电的波形比较示意图。

由图中可知，现有的直流恒流充电中浮动电压保持不变(53.5V)，而本实施例中，采用时分隔离充电方法，每组蓄电池可获得大电流充电时隙，因为组合开关电源的总充电电流在这个瞬间全部加到正在充电时隙的那一蓄电池组上了，即充电电流由浮充状态时平均值K变成脉冲状态下的nK，由此提高了n倍，这对改善蓄电池充电过程中的极化现象非常有利。

由上述技术方案可知，本实用新型实施例具有以下的有益效果：

一)通过在并联蓄电池中设置异步充电电路，可现不同蓄电池组并联时的电气隔离；

二)在充电时，序列脉冲输出驱动控制电路产生序列脉冲输出驱动信号，轮流驱动异步充电通道，可将组合开关电源对并联蓄电池的连续直流充电改变为大电流脉冲充电，可延长蓄电池的使用寿命；

三)放电时，由于放电通道只单向导通，因此，各组蓄电池只能与通信负荷形成回路，不能与其它蓄电池组间形成回路，这就切断了一组蓄电池对其它 几组蓄电池充电的路径，消除了蓄电池组间相互充电、钳位等危害。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种并联蓄电池，其特征在于，包括：

第一蓄电池组(1)；

第二蓄电池组(2)，所述第一蓄电池组(1)和所述第二蓄电池组(2)以并联的方式连接；

一用于对所述第一蓄电池组(1)进行充电的第一充电电路(3)，与所述第一蓄电池组(1)连接；

一用于对所述第二蓄电池组(2)进行充电的第二充电电路(4)，与所述第二蓄电池组(2)连接；

一用于控制所述第一充电电路(3)和所述第二充电电路(4)，以异步充电的方式分别向所述第一蓄电池组(1)和所述第二蓄电池组(2)进行充电的充电控制电路(5)，分别与所述第一充电电路(3)和所述第二充电电路(4)连接。

2.根据权利要求1所述的并联蓄电池，其特征在于，所述并联蓄电池还包括：一用于向所述充电控制电路(5)提供电能的辅助电源(6)，与所述充电控制电路(5)连接。

3.根据权利要求1所述的并联蓄电池，其特征在于，所述第一充电电路(3)和所述第二充电电路(4)为场效应管电路。

4.根据权利要求1所述的并联蓄电池，其特征在于，所述充电控制电路(5)为序列脉冲输出驱动控制电路。

5.根据权利要求1所述的并联蓄电池，其特征在于，所述并联蓄电池还包括：

一用于对所述第一蓄电池组(1)进行放电的第一放电电路(7)，与所述第一蓄电池组(1)连接，与所述第一充电电路(3)并联；

一用于对所述第二蓄电池组(2)进行放电的第二放电电路(8)，与所述第二蓄电池组(2)连接，与所述第二充电电路(4)并联。

6.根据权利要求5所述的并联蓄电池，其特征在于，所述第一放电电路(7)和所述第二放电电路(8)为二极管电路。

7.根据权利要求6所述的并联蓄电池，其特征在于，所述第一放电电路(7)和所述第二放电电路(8)为肖特基二极管电路。

8.根据权利要求5所述的并联蓄电池，其特征在于，所述并联蓄电池还包括：电流输出端(9)，所述电流输出端(9)的一端分别与所述第一蓄电池组(1)和所述第二蓄电池组(2)连接，所述电流输出端(9)的另一端分别与所述第一放电电路(7)和所述第二放电电路(8)连接。

9.根据权利要求1所述的并联蓄电池，其特征在于，所述并联蓄电池还包括：电流输入端(10)，所述电流输入端(10)的一端分别与所述第一蓄电池组(1)和所述第二蓄电池组(2)连接，所述电流输入端(10)的另一端分别与所述第一充电电路(3)和所述第二充电电路(4)连接。

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