CN202749478U - 一种具自保护电路的铅酸蓄电池 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种具自保护电路的铅酸蓄电池。本实用新型公开的铅酸蓄电池，至少在每一对正负极板之间并联一个用于在充电时对正负极板进行分流的自保护电路，使得当该对正负极板之间的电压充电到接近或达到一个设定值时，减少或停止对该对正负极板的充电，使其铅酸蓄电池的充电电流主要或全部从自保护电路流过，所述自保护电路包括分流元件和开关模块，开关模块在并联电压超过设定值时开通，将所述分流元件接入电路中。采用本实用新型能够防止铅酸蓄电池内部单对或多对正负极板充电时的过充或欠充,从而大大提高了铅酸蓄电池的使用寿命，节约资源，减少浪费，且结构简单，巧妙，造价低，极具实用性。

Description

一种具自保护电路的铅酸蓄电池
技术领域
本实用新型专利涉及一种铅酸蓄电池，尤其是指一种具自保护电路的铅酸蓄电池。
背景技术
铅酸电池已经具有一百多年的历史，具有性能可靠，生产工艺成熟，较镍氢电池和锂电池成本低等优点，目前绝大多数是采用密封式铅酸电池。密封式铅酸电池是将正，负极板交错叠放排列在电池盒内，正负极板之间用绝缘隔板进行隔离，当电解液充入电池盒内，电解液与正负极板上的铅进行化学反应。当电池充电时，变成硫酸铅的正，负两极板上的铅把固定在其中的硫酸成分释放出来到电解液中，分别变成铅和氧化铅，使电解液中的硫酸浓度不断增加，电压上升，积蓄能量；放电时，正极板中的氧化铅和负极板上的铅与电解液中的硫酸发生反应变成硫酸铅，使电解液中的硫酸浓度不断降低，使得能量降低，电池对外输出能量，故电池的循环充放电是电能和化学能不断转换的一个过程，最终实现能量的存储和释放。由于铅酸电池的极板和涂覆活性物质的制作工艺复杂，很难保证铅酸电池内部各对正负极板的一致性，致使在铅酸电池内部各对正负极板之间的容量和内阻等方面的差异，由于这种差异的存在，如，某一对正负极板之间的容量偏小或内阻偏高，在对铅酸电池进行充电时，该对正负极板的电压就必然会出现电压过高的现象，从而较相邻的正负极板对提前到达限制电压，此时如果不加以限制，电压将继续上升，导致过充，而过充会使温度急剧上升，析气加剧而失水过多，一方面可能导致该正负极板变形，另一方面会导致容量更低，经周而复始，失水速度加快，在循环充电的过程中将会出现恶性循环，从而因失水过多导致该对正负极板提前毁损，继而导致相邻的正负极板对也因过充电引起发热失控，失水等现象而毁损，最后导致整个铅酸电池的毁损。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种具自保护电路的铅酸蓄电池，能够防止铅酸电池内部单对或多对正负极板栅充电时的过充或欠充,从而大大提高了铅酸电池的使用寿命。
本实用新型是以如下技术方案实现的：一种具自保护电路的铅酸蓄电池，包括在邻接的相互间设置空隙并组合的多个整块电池槽及将所述整块电池槽的开口部予以封住的共用的1个电池槽盖，所述各整块电池槽具有由隔壁隔开的多个电池室，在所述各电池室中，容纳有极板群，极板群由通过分隔板层叠的正极板和负极板所构成，正极板和负极板分别通过各自的连接体以串联方式与正电极和负电极连接，其中，至少在每一对正负极板之间并联一个用于在充电时对正负极板进行分流的自保护电路，使得当该对正负极板之间的电压充电到接近或达到一个设定值时，减少或停止对该对正负极板的充电，使其铅酸蓄电池的充电电流主要或全部从自保护电路流过，所述自保护电路包括分流元件和开关模块，开关模块在并联电压超过设定值时开通，将所述分流元件接入电路中。
进一步地，所述开关模块包括受控开关电路和电压设定电路，受控开关电路的开关端与分流元件串联后并接在正负极板之间，受控开关电路的控制端接入电压设定电路，使其当电压设定电路两端的电压超过其设定值时，通过所述控制端控制受控开关电路接通。
进一步地，所述受控开关电路包括若干个极连的三端子开关管，各开关管依次以一个开关端连接下一级开关管的控制端，另一个开关端则接入电路中构成回路，第一级开关管的控制端作为受控开关电路的控制端接入电压设定电路中，最后一级开关管的开关端作为所述受控开关电路的开关端。
进一步地，所述电压设定电路包括串联的稳压二极管和限流电阻，当稳压二极管击穿时，流入所述控制端的电流随电压的升高而增加。
进一步地，所述自保护电路以塑封工艺封装形成模块后固定在电池槽盖下面。
采用上述技术方案，本实用新型的有益效果是：通过在不同极板群中分别依顺序设置正极板、隔板和负极板,且前一极板群中的负极板电性连接后一极板群中的正极板使其相互构成串联连接；至少在每一个极板群内的正负极板之间并联一个用于在充电时对正负极板进行分流的自保护电路,使得当该对正负极板之间的电压充电到接近或达到一个设定值时,减少或停止该对正负极板的充电,使其铅酸蓄电池的充电电流主要或全部从自保护电路流过。采用本实用新型能够防止铅酸蓄电池内部单对或多对正负极板充电时的过充或欠充,从而大大提高了铅酸蓄电池的使用寿命，节约资源，减少浪费，且结构简单，巧妙，造价低，极具实用性
附图说明
图1为本实用新型所述铅酸蓄电池的主视图；
图2为本实用新型所述铅酸蓄电池的侧面视图；
图3为本实用新型所述铅酸蓄电池的极板群结构示意图；
图4为本实用新型所述铅酸蓄电池的电路连接结构示意图；
图5为本实用新型所述的自保护电路的实现电路示意图。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
现结合图1－图5进一步详细描述本实用新型所述的一种具自保护电路的铅酸蓄电池的较佳实施技术方案：一种具自保护电路的铅酸蓄电池，包括在邻接的相互间设置空隙并组合的多个整块电池槽1及将所述整块电池槽1的开口部予以封住的共用的1个电池槽盖2，所述各整块电池槽1具有由隔壁隔开的多个电池室3，在所述各电池室3中，容纳有极板群4，极板群4由通过分隔板5层叠的正极板6和负极板7所构成，正极板6和负极板7分别通过各自的连接体以串联方式与正电极8和负电极9连接，其中，至少在每一对正负极板之间并联一个用于在充电时对正负极板进行分流的自保护电路10，使得当该对正负极板之间的电压充电到接近或达到一个设定值时，减少或停止对该对正负极板的充电，使其铅酸蓄电池的充电电流主要或全部从自保护电路10流过，所述自保护电路包括分流元件和开关模块，开关模块在并联电压超过设定值时开通，将所述分流元件接入电路中。开关模块包括受控开关电路和电压设定电路，受控开关电路的开关端与分流元件串联后并接在正负极板之间，受控开关电路的控制端接入电压设定电路，使其当电压设定电路两端的电压超过其设定值时，通过所述控制端控制受控开关电路接通。受控开关电路包括若干个极连的三端子开关管，各开关管依次以一个开关端连接下一级开关管的控制端，另一个开关端则接入电路中构成回路，第一级开关管的控制端作为受控开关电路的控制端接入电压设定电路中，最后一级开关管的开关端作为所述受控开关电路的开关端。电压设定电路包括串联的稳压二极管和限流电阻，当稳压二极管击穿时，流入所述控制端的电流随电压的升高而增加。所述自保护电路10以塑封工艺封装形成模块后固定在电池槽盖2下面。
自保护电路10包括用作分流元件的电阻R4和开关模块。开关模块包括由三极管Q1,Q2构成的级连受控开关电路；由限流电阻R1,R2,W1一级稳压二极管AZ1串联构成的电压设定电路；以及电容C1.其中，电阻W1为一个可调滑动的变阻器。
三极管Q2的开关端作为受控开关电路的开关端串联电阻R4，三极管Q2的导通与截至控制电阻R4是否接入电路中对对应的正负极板进行分流，Q2的状态由其上级开关管Q1控制，Q1的控制端作为受控开关电路的控制端接入电压设定电路中。这里采用两级开关管控制的目的是为了提高电路控制的精确度。
电压设定电路并联对应的正负极板对，由依次串联的R2，W1,AZ1和R1构成，Q1的控制端接在W1和AZ1之间，当充电电压高于AZ1的反向击穿电压时，AZ1开通，Q1的控制端即有电流流过，随着并联电压的升高Q1的控制电流不断增强，当达到一定强度时，Q1即开通。并联电压的升高与Q1基极电流的关系由限流电阻的阻值确定，因此，可以通过调整滑动变阻器W1来改变铅酸电池的分流电压值。此外，还给AZ1串联一个与并联电压方向相同的二极管D3，用于防止温度带来的参数漂移。另外，为了提高电路的稳定性，还增加一个电容C1并联在对应的正负极板对之间。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种具自保护电路的铅酸蓄电池，包括在邻接的相互间设置空隙并组合的多个整块电池槽及将所述整块电池槽的开口部予以封住的共用的1个电池槽盖，所述各整块电池槽具有由隔壁隔开的多个电池室，在所述各电池室中，容纳有极板群，极板群由通过分隔板层叠的正极板和负极板所构成，正极板和负极板分别通过各自的连接体以串联方式与正电极和负电极连接，其特征在于：至少在每一对正负极板之间并联一个用于在充电时对正负极板进行分流的自保护电路，使得当该对正负极板之间的电压充电到接近或达到一个设定值时，减少或停止对该对正负极板的充电，使其铅酸蓄电池的充电电流主要或全部从自保护电路流过，所述自保护电路包括分流元件和开关模块，开关模块在并联电压超过设定值时开通，将所述分流元件接入电路中。
2.根据权利要求1所述的具自保护电路的铅酸蓄电池，其特征在于：所述开关模块包括受控开关电路和电压设定电路，受控开关电路的开关端与分流元件串联后并接在正负极板之间，受控开关电路的控制端接入电压设定电路，使其当电压设定电路两端的电压超过其设定值时，通过所述控制端控制受控开关电路接通。
3.根据权利要求2所述的具自保护电路的铅酸蓄电池，其特征在于：所述受控开关电路包括若干个极连的三端子开关管，各开关管依次以一个开关端连接下一级开关管的控制端，另一个开关端则接入电路中构成回路，第一级开关管的控制端作为受控开关电路的控制端接入电压设定电路中，最后一级开关管的开关端作为所述受控开关电路的开关端。
4.根据权利要求2所述的具自保护电路的铅酸蓄电池，其特征在于：所述电压设定电路包括串联的稳压二极管和限流电阻，当稳压二极管击穿时，流入所述控制端的电流随电压的升高而增加。
5.根据权利要求1所述的具自保护电路的铅酸蓄电池，其特征在于：所述自保护电路以塑封工艺封装形成模块后固定在电池槽盖下面。
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