NO800193L

NO800193L - Batterisett med minst en elektrokjemisk celle

Info

Publication number: NO800193L
Application number: NO800193A
Authority: NO
Inventors: Henry Rogers Mallory; Steven John Nichols
Original assignee: Mallory & Co Inc P R
Priority date: 1979-01-29
Filing date: 1980-01-28
Publication date: 1980-07-30
Also published as: IL59109A0; AU5448980A; IT8019512A0; CH652870A5; NL8000474A; JPS55103051A; IL59109A; DK34280A; FR2447636A1; AU524499B2; GB2040609A; ES8103488A1; ZA80522B; AR224388A1; PL221638A1; SE8000572L; DD148845A5; CA1138527A; BR8000402A; DE3002912A1

Description

Oppfinnelsen angår et batterisett som omfatter minst

én elektrokjemisk celle og en likestrøm-likestrøm-omformer,

og mer spesielt et slikt sett hvor omformeren har lastbryt-

ende evne.

Elektrokjemiske celler gir en spesiell spenning som

er avhengig av de materialer som cellen er bygget opp av.

Innen relativt snevre grenser kan en ønsket spenning fås fra

en enkelt celle ved kritisk valg av materialer. Den høyeste oppnåelige spenning fra en enkelt celle ved hjelp av denne metode er under 4 V på grunn av den iboende bgrensede forskjell i spenningspotensialer for materialene som cellen er bygget opp av. Det praktiske antall av tilgjengelige spenninger reduseres dessuten av den kjensgjerning at bare noen få av de kjemiske elementer med et godt resultat kan kombineres for fremstilling av en brukbar celle. En rekke teoretisk mulige celler kan ikke fremstilles med et godt resultat av forskjellige grunner eller de kan ikke tilfreds-stille brukskravene under virkelige bruksbetingelser.

Tidligere er batterier som gir spenninger som er

høyere enn spenningen fra en enkelt celle, blitt fremstilt ved å koble en rekke celler i serie. Enkeltspenningene fra alle cellene summeres slik at det fås en batterisluttspenning som utgjør summen av de enkelte cellers spenninger. Ved egnet valg av de enkelte celler kan en rekke ønskede spenninger oppnås.

En begrensning hva gjelder fremstillingen av batterier som gir høy spenning, er imidlertid det ferdige batteris vekt og volum. Et 60 V batteri krever 40 sink/carbon-celler eller 20 lithium/svoveldioxyd-celler. Et slikt batteri må være stort og tungt på grunn av det store antall av enkeltceller. Da en del av vekten og volumet gjelder emballasjen og ikke bidrar til energiproduksjon, har et batteri med et stort antall små celler en lavere energidensitet enn et batteri med lignende størrelse, men med et mindre antall store celler.

For å få andre spenninger enn dem som kan fås fra kjente celler, har brukeren tidligere måttet modifisere sitt utstyr for anvendelse av de tilgjengelige spenninger, eller brukeren har måttet anvende en spenningsomformer i forbindelse med sitt utstyr.

Flercellebatterier byr på andre iboende problemer. Dersom en celle svikter, kan hele batteriet svikte da cellene er seriekoblede. Derved minsker batteriets pålitelighet. Problemet blir mer alvorlig efterhvert som antallet av celler øker. En fullstendig utlading av én celle før de andre celler i et batteri utlades, kan forårsake cellereversering. Avhengig av den kjemiske oppbygning av cellen kan dette

føre til at batteriet og utstyret som mottar kraft fra batteriet, beskadiges. Dette kan være et alvorlig problem ved' anvendelse av en hvilken som helst celletype, men spesielt ved anvendelse av celler som inneholder lithium, hvor cellereversering antas å være grunn til alvorlige problemer. Jo nfindre antallet'av celler i et batteri er, desto mindre er selvfølgelig sjansen for cellereversering og for at batteriet skal svikte.

Et problem som er forbundet med cellereversering, men

som ikke er begrenset til flercellebatterier, er fornyet lading av batteriet. En rekke elektriske innretninger kan under visse forhold gi en spenning med en polaritet som er motsatt cellens. En slik motsatt spenning vil være til-bøyelig til fornyet lading av cellen med en uønsket virkning som ligner på virkningen ved reversering av en celle i batteriet.

Det tas ved oppfinnelsen sikte på å tilveiebringe en spenningskilde under anvendelse av én eller flere celler og som er istand til å gi ønskede spenninger innen et vidt område, og å eliminere problemet med fornyet lading av cellene.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved hjelp av et batterisett som omfatter en kasse som inneholder minst én elektrokjemisk celle, og batterisettet er særpreget ved at kassen også inneholder en likestrøm-likestrøm-omformerkrets som er elektrisk forbundet med cellen eller cellene, en anordning for elektrisk å forbinde utgangen fra omformeren til en last, og en anordning for i det vesentlige å hindre elektrisk strøm fra å strømme gjennom omformerkretsen med mindre en last står i forbindelse med utgangen fra omformerkretsen, hvorved cellen eller cellene bare vil utlades når lasten er forbundet med omformerkretsen, og idet omformerkretsen er istand til å gi en utgangsspenning som er vesentlig høyere enn merkespenningen for cellen eller cellene i settet og/eller å hindre

fornyet lading av cellen eller cellene.

Det har vist seg at ønskede spenninger innen et vidt område kan oppnås ved å anvende et batterisett med en like-strøm-likestrøm-omf ormer i batterisettet. Omformeren er elektrisk forbundet med cellen eller cellene i settet. For batterisettet kan elektriske anordninger for lastbryting anvendes, og disse anordninger kan også omfatte en del av omformeren. Batterisettet ifølge oppfinnelsen kan lages slik at det er fullstendig utbyttbart med de fleste kjente batterier, og det kan anvendes for en rekke formål hvor kjente batterier ikke kan anvendes.

Alternativt eller fortrinnsvis i tillegg kan omformerkretsen hindre uønsket fornyet lading av eksterne spenninger ved å blokkere elektrisk strøm i motsatt retning. Dette særtrekk er meget verdifullt når den anvendte celle eller de anvendte celler er ømfintlige overfor misbruk, f.eks. celler med lithiumanoder og med svoveldioxyd som katodedepolariseringsmiddel. Dette kan oppnås ved å innarbeide én eller flere dioder med egnet polaritet.

Omformerutgangsspenningen er fortrinnsvis et bestemt multiplum av cellespenningen. Omformeren kan omfatte en vekseltransformator med et primærviklingsuttak og en sekundærvikling med flere uttak og med flere vindinger enn primærviklingen. Forholdet mellom sekundærvikling'og primærvikling kan avhengig av den tilknyttede krets være 2:1-50:1 eller 20:1-500:1.

Spesielt egnede omformerkretser er nærmere beskrevet nedenfor.

Oppfinnelsen vil bli bedre forstått ved hjelp av den nedenstående beskrivelse av foretrukne utførelsesformer av det foreliggende batterisett under henvisning til tegningene, hvorav

Fig. 1 viser en første likestrøm-likestrøm-omformer som kan anvendes ifølge oppfinnelsen, hvor transistorer av NPN-typen anvendes og hvor omformeren omfatter en anordning for å hindre strøm fra å passere gjennom omformeren dersom ikke en last er forbundet med omformerens utgang, Fig. 2 viser en annen likestrøm-likestrøm-omformer hvor transistorer eller tilkoblinger av typen Darlington anvendes, Fig. 3 viser en tredje omformer hvor transistorer av PNP-typen anvendes, og Fig. 4 viser et delvis tverrsnitt gjennom en utførelses-form av det foreliggende batterisett .med en enkelt celle i batterisettet.

En første likestrøm-likestrøm-omformerkrets ifølge oppfinnelsen som vist på Fig. 1 omfatter en første transistor 10 og en annen transistor 12 av NPN-typen med emitter-, kollektor-og bunnelektroder, og en mettbar vekseltransf ormator. 14 med en primærvikling 16 med midtuttak og en sekundærvikling 18 med flere uttak. Transistorene 10 og 12 er fortrinnsvis siliciumtransistorer med lav lekkasje. Andre transistorer med høyere lekkasjestrøm, som germaniumtransistorer, kan anvendes dersom lekkasje og den erholdte uttapping av den elektrokjemiske celle under lagring ikke utgjør et problem.

Kollektorelektroden for den første transistor 10 er forbundet med den ene énde 20 av primærviklingen 16, og kollektorelektroden for den annen transistor 12 er forbundet med en motsatt ende 22 av primærviklingen 16. Emitterelektroden for hver transistor 10, 12 står i forbindelse med en negativ terminal på en likestrømskilde som her er en elektrokjemisk celle 24. En sikring 25 kan også være seriekoblet mellom emitterelektrodene og cellens 24 negative'terminal. Sikringen 25. er istand til å bryte kretsen dersom cellen 24 utlades med en hastighet over en på forhånd valgt hastighet.

Den første transistors 10 bunnelektrode er forbundet med et første uttak 26 på sekundærviklingen 18. Den annen transistors 12 bunnelektrode er forbundet med et annet uttak 28

på sekundærviklingen 18.

En positiv terminal av cellen 24 er forbundet med et midtuttak 30 på primærviklingen 16 og også med en positiv uttaksforbindelse 32 i kretsen. En ende av sekundærviklingen 18 er forbundet med en katode for en første diode 36, og den annen ende 38 av viklingen 18 er forbundet med en katode for en annen diode 40. Anoder for de to dioder 36, 40 står i forbindelse med en negativ uttaksforbindelse 42 i kretsen.

De to uttak 32, 42 som er vist ifølge denne utførelsesform, utgjør anordninger for elektrisk å forbinde utgangen fra omformeren med lasten (ikke vist). Bryting av.lasten, dvs.

en elektrisk anordning for å hindre strøm fra å strømme gjennom omformerkretsen med mindre en last er forbundet til utgangen av omformeren, oppnås ved de foretrukne utførelsesformer ifølge oppfinnelsen ved å lage omformerkretsen slik at lasten er forbundet i bunndrivkretsen bare når kretsen er i bruk. Ifølge den viste utførelsesform er lasten forbundet over ut-gangsforbindelsene 32, 42 . Når ingen last er innkoblet, er bunndrivkretsen apen, og bare lekkasjestrøm med en styrke av noen få nanoampere strømmer gjennom transistorene 10, 12. Når en last er koblet inn i kretsen, er bunndrivkretsen fullstendig. Transistorene 10, 12 er forspent, og elektrisk strøm strømmer gjennom kretsen.

De ledende transistorer 10, 12 forårsaker at kretsen oscillerer, og de gir en spenning over deler av sekundærviklingen 18. En spenning vil forekomme bare ved den del av den tappede sekundærvikling 18 som står i forbindelse med transistoren 10 eller 12 som på dette tidspunkt er ledende,

da bare én transistor 10 eller 12 er ledende på et hvilket

som helst gitt tidspunkt når kretsen oscillerer.

Diodene 36, 40 gjør det mulig å tilføre utgangsspenningen fra hver ledende del av sekundærviklingen 18, slik at det fås en fullstendig bølgelikeretting. Utgangsspenningen tilføres alternativt fra det første uttak 26 og enden'38 av sekundærviklingen 18 eller mellom det annet uttak 28 og den annen ende 34 av sekundærviklingen 18. Utgangsspenningen for kretsen er avhengig av forholdet av 1/2 av primærviklingen 16 og den tappede del av sekundærviklingen 18 som er ledende. Da cellen 24 er seriekoblet med uttaksforbindelsene 32, 42, må dens spenning adderes til de spenninger som produseres av sekundærviklingen 18. Ifølge den foretrukne utførelsesform kan forholdet mellom primærvikling 16 og sekundærvikling 18 variere fra 1 til 2 til 1 til 50.

Da diodene 36, 40 gjør det mulig å ta utgangsspenningen bare fra den del av sekundærviklingen 18 som er ledende under hver del av oscilleringen av kretsen, holder utgangsspenningens polaritet seg konstant når kretsen oscillerer. Ingen ytter-ligere likeretting er nødvendig. Filtreringsinnretninger,

som kondensatorer (ikke vist), kan innkobles over uttaksforbindelsene 32, 42 for å redusere vekselstrømspenningsbølger.

Diodene 36, 40 hindrer dessuten at cellen 24 lades ved at de blokkerer enhver celleladespenning.

Spenningen påført mellom bunnelektroden og emitterelektroden for hver transistor 10, 12 er bestemt av forholdet mellom vindingene for halvparten av primærviklingen 16 og antallet av vindinger innen den del av sekundærviklingen 18 som befinner seg mellom det første uttak 26 og det annet uttak 28. Antallet av vindinger innen denne tappede del av sekundærviklingen 18 er bestemt av stillingen for uttaket 26 og uttaket 28 og ikke av det samlede antall vindinger i sekundærviklingen 18. Dette muliggjør avgivelse av nesten en hvilken som helst spenning over sekundærviklingen 18, mens det mellom emitteren og bunnelektroden opprettholdes en spenning som er lavere enn gjennomslagsspenningen for transistorene 10 og 12. Kretsens evne til å opprettholde en lav spenning mellom emitteren og bunnen av transistorene 10 og 12 gjør det mulig å anvende siliciumtransistorer med lav lekkasje i kretsen istedenfor germaniumtransistorene med høy lekkasje som har en høyere gjennomslagsspenning mellom emitter og bunn.

Det har vist seg at under visse betingelser fortsetter kretsen å oscillere og trekke strøm efter at lasten er blitt fjernet fra kretsen. Ved å koble inn en kondensator 44 mellom ét midtuttak 46 på sekundærviklingen 18 og cellens .24 negative eller positive terminal opphører omformerkretsen med å trekke strøm, bortsett fra lekkasjestrøm, når lasten er fjernet.

På Fig. 1 er kondensatoren 44 vist forbundet med den negative' terminal. En krets, som den som er vist på Fig. 1, har vist seg å ha en effektivitet av 75-90% eller endog høyere avhengig av opptransformeringsforholdet, valget av komponenter, fre-kvensen etc.

Cellen eller cellene og omformerkretsen er emballert i en felles kasse under dannelse av et batterisett eller en

. batteripakke.

Den på Fig. 2 viste krets er den samme som den som er vist på Fig. 1, men med den forskjell at den første transistor 10 er blitt erstattet med et første sett av koblede komponenttransistorer 50/52 og at den annen transistor 12 er blitt erstattet med et andre sett med koblede komponenttransistorer 54, 56.

Hvert sett av koblede komponenttransistorer 50, 52 og

54, 56 kan være anordnet på en eneste skive under dannelse av en Darlington-transistor. Hvert par kan eventuelt utgjøres av to adskilte transistorer som på Darlington-lignende måte er forbundet med hverandre, som vist på Fig. 2. Ved begge disse utførelsesformer er transistorenes 52 , 56 emittere forbundet med hverandre.

Basisen for den første transistor 50 av de koblede komponenttransistorer 50, 52 og som vanligvis er en silicium-transistor som avgir et svakt signal og som gir en høy for-sterkningsgard og har en lav kraftkapasitet, er forbundet med den ene ende av primærviklingen 16. Transistorens 50 emitter er forbundet med basisen til den annen transistor 52 av de koblede komponenttransistorer 50, 52. Den annen transistor 52 er vanligvis en transistor av krafttypen som tar hånd om mesteparten av den elektriske strøm som passerer gjennom de koblede komponenttransistorer 50, 52. Den annen transistors emitter 52 er forbundet med cellens 24 negative pol eller terminal. Det annet sett av koblede komponenttransistorer 54, 56 er innbyrdes forbundet med hverandre på lignende måte som det første par 50, 52. Kombinasjonen av signaltransistorer og krafttransistorer gjør det mulig å øke'forholdene mellom transformatorens 14 primærvikling 16 og sekundærvikling 18 utover de forhold som er' anvendt i kretsen vist på Fig. 1. Ved den utførelsesform av kretsen som er vist på Fig. 2, varierer det foretrukne forhold mellom primærvindinger 16 og sekundærvindinger 18 mellom 1 til 20 og 1 til 500. Dette gir på sin side en langt høyere utgangsspehning ved en viss inngangsspenning enn hva den på Fig. 1 viste krets gir. De to transistorer som er tilføyet til kretsen ifølge Fig. 1 re-duserer den samlede ytelse av kretsen ifølge Fig. 2 til ca.

65%.

På Fig. 3 er transistorene 10, 12 av NPN-typen ifølge

Fig. 1 blitt erstattet med transistorer 70, 72 av PNP-typen. En slik erstatning krever at transistorenes 70, 72 emitterelektroder er forbundet med cellens 24 positive pol. Cellens negative pol er nu forbundet med viklingen 16 og med den negative uttaksforbindelse 42. Den positive uttaksforbindelse 32 er nu forbundet med diodenes 36, 40 katoder. Diodenes 36, 40 anoder er forbundet med sekundærviklingens 18 uttak hhv. 34 og 38.

Transistorer 70, 72 av PNP-typen gjør det mulig for cellens 24 negative elektrode som i en rekke batterisystemer utgjøres av en metallboks (vist på Fig. 4), å være i elektrisk kontakt med batteripakkens 80 hoveddel (vist på-Fig. 4).

En anvendelse av transistorer av NPN-typen for celler hvorav boksene utgjør de negative elektroder, ville kreve en isolator

(ikke vist) mellom cellen 24 og batteripakkens hus og derved øke batteripakkens vekt og volum.

Omfanget av mulige laster som er nødvendige for å aktivere omformerkretsen ifølge oppfinnelsen og som vist på Fig. 1, 2

og 3, er meget stort. Den største last er bestemt både av cellens 24 evne til å produsere den nødvendige strøm og av kretsens evne til å ta hånd om strømmen. Da hele den elektriske strøm som utvikles av cellen 24, passerer gjennom kretsen, må transistorene 10, 12 eller 50, 52 og 54, 56 eller 70, 72 være istand til å lede strømmen uten svikt.

Den minste last som vil aktivere omformeren, kan bestemmes på forhånd. Kretsen kan konstrueres i overensstemmelse hermed ved valg av transistorer, omformerinngangsspenning, vindings-forhold og plassering av uttak. Kretsen kan lages slik at den holder seg ikke-ledende under et på forhånd valgt lastnivå. Kretsen vil begynne å virke og gi en elektrisk spenning ved det på forhånd valgte lastnivå. Dette særtrekk er et særtrekk som ikke finnes for batterier. Batterier, dersom de ikke er utbrukt, har alltid en spenning over deres poler.

På Fig. 4 er en batteripakke 80 vist skjematisk med en enkelt celle 82 og en likestrøm-likestrøm-omformer 84. Omformeren 84 utgjøres av den krets som er vist på Fig. 3,

eller av en hvilken som helst annen likestrøm-likestrøm-omformerkrets som er forenlig med cellen 82, som de kretser som er vist på Fig. 1 og 2. Cellen 82 kan være en hvilken som helst elektrokjemisk celle, men den foretrukne celle er en lithium/svoveldioxydcelle av kjent konstruksjon.

Ifølge den foretrukne utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse utfører omformeren 84 lastbryting. Tre slike omformerkretser er vist på Fig. 1, 2 og 3. Lastbryting er ikke nødvendig for at batteripakken 80 skal funksjonere, og det er ikke nødvendig at en slik omfattes av omformeren 84. Dersom en lastbryter*er tilstede, vil den i virkeligheten eliminere tapping av cellen 82 under lagring av batteripakken 80 .

Cellen 82 og omformeren 84 er elektrisk forbundet med hverandre ved hjelp av egnede ledende anordninger, f.eks. tapper, strimler eller tråder 86, 88 som løper fra omformeren og er sveiset eller loddet til cellen 82. Cellen .82 er forbundet med omformerens 84 inntak. En positiv del av cellen 82 er via en tapp 86 og en valgfri sikring 90 forbundet med transistorenes 70, 72 emittere i den krets som er vist på

Fig. 3. En negativ del av cellen 82 er via en tapp. 88 forbundet med midtuttaket 30 til primærviklingen 16 for veksel-transformatoren 14 som er vist på Fig. 3, og også til boksen 92,

Sikringen 90 som er istand til å åpne kretsen når cellen 82 utlades med en hastighet over en på forhånd valgt hastighet, kan være en smeltetråd eller en tynnere seksjon av tappen 88 mellom cellen 82 og omformeren 84. Sikringen 90 er utført slik at den vil smelte, hvorved systemet beskyttes, dersom utladingsnivået for cellen 82 skulle -nå et på forhånd bestemt nivå som ligger utenfor cellens beregnede'utladingshastighet. En slik hastighet kan nås dersom batteripakken 80 kortsluttes.

Sikringen 90 smelter ved påvirkning av den for sterke strøm som dannes under den uønsket høye utladingshastighet.

Den elektriske strøm som passerer gjennom sikringen 90, opp-varmer denne og forårsaker at en del av sikringen 90 vil smelte, hvorved kretsen mellom cellen 82 og omformeren 84 brytes. Sikringen 90 er ikke av vesentlig betydning for den foreliggende oppfinnelsen, men en for høy utladingshastighet for en rekke forskjellige celler (omfattende lithium/svovel-dioxydceller) kan beskadige disse sterkt.

Omformerens 84 positive uttak er vist elektrisk forbundet til en ekstern elektrisk tilkoblingsanordning 96 via en egnet ledende anordning, som en strimmel, tapp eller tråd 94. Den negative utgang fra uttaket 30 er forbundet med boksen 9 2 som er en annen elektrisk forbindende anordning, via cellens 82 negative.del. Under bruk vil den elektrisk forbindende anordning 92, 96 elektrisk forbinde omformerens 84 uttak med en last. Ved den på Fig. 4 viste utførelsesform tjener den positive elektrisk forbindende anordning 96 også som et topp-lokk for batteripakken 80. Topplokket 96 og boksen 92 danner batteripakkens 80 hus.

De elektrisk forbindende anordninger 92, 96 er elektrisk skilt fra hverandre ved hjelp av en kause 98. Cellen 82 og omformeren 84 er isolert fra batteripakken 80 og holdes på plass i batteripakken 80 ved hjelp av en kittforbindelse 100. Denne bringes på plass gjennom to kitthull 102, 104. Kitt-forbindelsen 100 kan bestå av voks, epoxyharpiks eller andre egnede, vanlige kittforbindelser som er forenlige med de andre komponenter i batteripakken 80. En pakning 106 er vist mellom cellens 82 bunn og boksen 92. Pakningen 106 sikrer god elektrisk kontakt mellom 82 og boksen 92. Dessuten danner pakningen 106 et åpent rom mellom cellen 82 og boksen 92 for eventuelle gasser som vil dannes i det usannsynlige tilfelle at gasser vil slippe ut fra cellen 82.

De forbindende anordninger 9 2, 96 ifølge den utførelses-form som er vist på Fig. \ , or vist som deler av batteri-pakkehuset. De kunne også utgjøres av adskilte poler av en hvilken som helst type, som hun- og hanklipsf orbindelser."

Pakken 80 kan fremstilles med nesten'en hvilken som helst størrelse og form slik at den vil være avpasset i forhold til et spesielt formål. Det eneste krav er at det skal være til- . strekkelig rom i pakken 80 for omformeren 84 og for en celle 82 med tilstrekkelig kapasitet til å forsyne en innretning (ikke vist) under anvendelse av batteripakken 80. Muligheten for å anvende nesten en hvilken som helst pol kombinert med de mange mulige størrelser og utformninger av batteripakken 80 gjør det mulig å fremstille batteripakken 80 slik at den vil direkte, kunne skiftes ut med kjente batterier.

Batteripakken 80 som er vist på Fig. 4, inneholder bare en enkelt celle 82. Dette gjør cellereversering som kan forekomme når celler er seriekoblede med hverandre, umulig.

Cellegjenopplading fra en kilde utenfor batteripakken og som kan gi et resultat lignende cellereversering, kan unngås ved å anvende en omformerkrets 84 som de som ér vist på

Fig. 1, 2 eller 3- Ved de kretser som er vist på Fig. 1 og 2, hindres gjenopplading ved anvendelse av dioder 36, 40 med en lett tilgjengelig strømledende bane som går fra cellens 24 positive pol til transformatoren 14 og derfra til transistorenes 10, 12 eller 50, 52, 54, 56 basis. Unngåelse av cellereversering og unngåelse av gjenopplading er viktige sikkerhetsfaktorer for en rekke batterier, omfattende batterier med en lithiumanode.

Anvendelsen av bare en enkelt celle 82 gir en batteripakke med en langt høyere pålitelighet enn kjente batteriet med flere celler. Dette skyldes den kjensgjerning'at den lastbrytende omformer 84 og de fleste andre likestrøm-like-strøm-omf ormere er langt mer pålitelige enn kjente elektrokjemiske celler. Batteripakken 80 ifølge den foreliggende oppfinnelse som bare har en enkelt celle 82 og omformeren 84, er mer pålitelig enn et batteri med to celler, og langt mer pålitelig enn flercellebatterier med -5, 10 eller 100 celler.

En batteripakke 80 som bare inneholder én celle 82 og som er vist på Fig. 4, utgjør den foretrukne utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse. Muligheten for sterkt å kunne variere omformerkretsen, vist på Fig. 1, 2 og 3, gjør det mulig å oppnå en sterk variasjon av utgangsspenningene fra en enkelt celle 82. Under anvendelse av en lithium/ svoveldioxydcelle med kjent konstruksjon og med en utgangsspenning på ca. 3 V kan en utgangsspenning av 6-1500 V oppnås fra batteripakken ifølge oppfinnelsen under anvendelse av bare foretrukne kretsparametre.

I enkelte tilfeller kan det være ønsket med en pakke med .et flercellebatteri (ikke vist). Dette kan oppnås ved å forbinde de enkelte celler i serie eller i parallell avhengig av den nødvendige inngangsspenning og elektriske strøm. En høyere inngangsspenning oppnådd ved å anvende to eller flere celler parallellkoblet med hverandre kan øke yteevnen til kretsene vist på Fig. 1, 2 og 3.

Konstruksjonen av og yteevnen til kretsen ifølge oppfinnelsen vist på Fig. 1 er nærmere beskrevet i det nedenstående eksempel.

Eksempel

Kretsen ifølge Fig. 1 ble satt opp under anvendelse av to krafttransistorer,10, 12 av silicium. Transistorene 10, 12 var forbundet med den mettbare transformator 14. Transformatoren 14 omfattet en primærvikling 16 med midtuttak og 12 trådvindinger og en sekundærvikling 18 med midtuttak og 130 trådvindinger. Sekundærviklingen 18 hadde også uttak 26, 28 med 6 vindinger på hver side av midtuttaket 46. Primærviklingen 16 og sekundærviklingen 18 var viklet på en plast.spole og en f errittkjerne .

Likestrømskilden 24 var en elektrokjemisk celle med en lithiumanode og en svoveldioxydelektrolytt og depolariser-ingsmiddel. Cellen 24 avga en spenning på 2,66 V til inn-gangen av kretsen.

To kondensatorer var parallellkoblet over kretsens uttak 32, 42 for å filtrere uttaket. Kondensatorene var hhv. en elektrolyttkondensator med en kapasitet på 10 microfarad og en merkespenning på 35 V og en keramisk kondensator med en kapasitet på 0,1 microfarad og en merkespenning på 25 V.

Da den var forbundet med en last på 392 ohm, trakk kretsen 0,955 A ved spenningen på 2,66 V som ble produsert av cellen 24. Dette ga en samlet . inngangseffekt på 2,54 W. Utgangsspenningen fra kretsen ved den angitte last var 28,4 V og utgangsstrømmen 0,0705 A som samlet ga 2,0 W. Dette ga en samlet kretsytelse på 80%.

Claims

1. Batteripakke som omfatter et hus med minst én elektrokjemisk celle,karakterisert vedat huset også inneholder en likestrøm-likestrøm-omformerkrets som er elektrisk forbundet med cellen eller cellene, en anordning for elektrisk å forbinde uttaket fra omformeren med en. last, og en anordning for i det vesentlige å hindre strøm fra å strømme gjennom omformerkretsen med mindre en last er forbundet med omformerkretsens uttak, hvorved cellen eller cellene bare vil utlades når lasten er forbundet med omformerkretsen som er innrettet for å gi en utgångsspenning som er vesentlig høyere enn merkespenningen for cellen eller cellene i pakken og/eller for å hindre at cellen eller cellene gjen-opplades når.batteripakken omfatter minst én celle som er ømfintlig overfor misbruk.

2. Batteripakke ifølge krav 1,karakterisertved at utgangsspenningen fra omformerkretsen er et fast multiplum av cellens utgångsspenning.

3. Batteripakke ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat likestrøm-likestrøm-omformeren omfatter en vekseltransformator med en primærviklihg med uttak og en sekundærvikling med flere uttak og med flere vindinger enn primærviklingen.

4. Batteripakke ifølge krav 3,karakterisertved at forholdet mellom sekundærviklingen og primærviklingen er 2:1-50:1.

5. Batteripakke ifølge krav 1-4,karakterisertved at omformerkretsen omfatter minst én diode hvis lettledende bane går fra en positiv elektrode i cellen til en positiv del av anordningen for å forbinde omformeren, hvorved det hindres at cellen opplades.

6. Batteripakke ifølge krav 3 eller 4,karakterisert vedat primærviklingens uttak er elektrisk forbundet med en positiv pol på den elektrokjemiske celle og med en positiv del av anordningen for elektrisk å forbinde uttaket fra omformeren, og ved at den dessuten omfatter en oscillerende krets med et par transistorer, idet hver transistor har en emitter, en basis og en samleelektrode, hvor samleelektrodene er forbundet hhv. med motsatte ender av vekseltransformatorens primærvikling, basiselektrodene er forbundet med adskilte uttak på vekseltransformatorens sekundærvikling, og emitterelektrodene er forbundet med en negativ pol på den elektrokjemiske celle, og at den dessuten omfatter et par dioder hvis anoder er forbundet med en negativ del av anordningen for elektrisk å forbinde uttaket fra omformeren, og hvis katoder er forbundet med hhv. motsatte ender av vekseltransformatorens sekundærvikling, idet diodenes lettledende baner ér henimot endene av sekundærviklingen.

7. Batteripakke ifølge krav 3 eller 4,karakterisert vedat primærviklingens uttak er elektrisk forbundet med en negativ pol på den elektrokjemiske celle og med en negativ del av anordningen for elektrisk å' forbinde uttaket fra omformeren, og ved at den dessuten' omfatter en oscillerende krets med. et par transistorer hvorav hver har en emitterelektrode, en basis-elektrode og en samleelektrode, idet samleelektrodene er forbundet med hhv. motsatte ender av vekseltransformatorens primærvikling, basiselektrodene er forbundet med adskilte uttak på vekseltransformatorens sekundærvikling, og emitterelektrodene er forbundet med en positiv pol på den elektrokjemiske celle, og dessuten ved at den omfatter et par dioder hvis katoder er forbundet med en positiv del av anordningen for elektrisk å forbinde uttaket fra omformeren, og hvis anoder er forbundet med hhv. motsatte ender av vekseltransformatorens sekundærvikling, idet diodenes lettledende baner er henimot den positive del av anordningen for elektrisk å forbinde uttaket fra omformeren.

8. Batteripakke ifølge krav 6 eller 7,karakterisert vedat hver transistor omfatter to koblede komponenttransistorer som hver har emitter-, samle- og basiselektroder, idet emitterelektroden til den første av de koblede transistorer er forbundet med basiselektroden til den annen koblede komponent-transistor.

9. Batteripakke ifølge krav 6, 7 eller 8,karakterisert vedat forholdet mellom primærviklingen og den del av den med uttak forsynte sekundærvikling som er forbundet med basiselektroden, er slik at en spenning som produseres i denne del av sekundærviklingen med uttak, er mindre enn gjennomslagsspenningen mellom transistorens basis- og emitterelektroder.

10. Batteripakke ifølge krav 1-9,karakterisertved at cellen har en anode som omfatter lithium.

11. Batteripakke ifølge krav 10,karakterisertved at cellen har et katodedepolariseringsmiddel som omfatter svoveldioxyd.