一種自動(dòng)切換的電池組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電池。
【背景技術(shù)】
[0002]電池(Battery)指盛有電解質(zhì)溶液和金屬電極以產(chǎn)生電流的杯、槽或其他容器或復(fù)合容器的部分空間，能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，具有正極、負(fù)極之分。隨著科技的進(jìn)步，電池泛指能產(chǎn)生電能的小型裝置，如燃料電池、干電池、鉛蓄電池、太陽(yáng)能電池。利用電池作為能量來源，可以得到具有穩(wěn)定電壓，穩(wěn)定電流，長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定供電，受外界影響很小的電流，并且電池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，攜帶方便，充放電操作簡(jiǎn)便易行，不受外界氣候和溫度的影響，性能穩(wěn)定可靠，在現(xiàn)代社會(huì)生活中的各個(gè)方面發(fā)揮有很大作用。
[0003]燃料電池是一種將燃料的化學(xué)能透過電化學(xué)反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化成電能的裝置。燃料電池是利用氫氣在陽(yáng)極進(jìn)行的是氧化反應(yīng)，將氫氣氧化成氫離子，而氧氣在陰極進(jìn)行還原反應(yīng)，與由陽(yáng)極傳來的氫離子結(jié)合生成水，氧化還原反應(yīng)過程中就可以產(chǎn)生電流。燃料電池包括堿性燃料電池(AFC)、磷酸燃料電池(PAFC)、質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固態(tài)氧化物燃料電池(S0FC)，以及直接甲醇燃料電池(DMFC)等。
[0004]常用的一種干電池是碳一鋅干電池，負(fù)極是鋅做的圓筒，內(nèi)有氯化銨作為電解質(zhì)，少量氯化鋅、惰性填料及水調(diào)成的糊狀電解質(zhì)，正極是四周裹以摻有二氧化錳的糊狀電解質(zhì)的一根碳棒。電極反應(yīng)是:負(fù)極處鋅原子成為鋅離子(Zn++)，釋出電子，正極處銨離子(NH4+)得到電子而成為氨氣與氫氣，用二氧化錳驅(qū)除氫氣以消除極化，電動(dòng)勢(shì)約為1.5伏。
[0005]燃料電池是一種把燃料在燃燒過程中釋放的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的裝置。與蓄電池不同之處，是它可以從外部分別向兩個(gè)電極區(qū)域連續(xù)地補(bǔ)充燃料和氧化劑而不需要充電。燃料電池由燃料(例如氫、甲烷等)、氧化劑(例如氧和空氣等)、電極和電解液等四部分構(gòu)成，其電極具有催化性能，且是多孔結(jié)構(gòu)的，以保證較大的活性面積。工作時(shí)將燃料通入負(fù)極，氧化劑通入正極，它們各自在電極的催化下進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)以獲得電能。
[0006]鉛蓄電池最為常用，其極板是用鉛合金制成的格柵，電解液為稀硫酸，兩極板均覆蓋有硫酸鉛，但充電后，正極處極板上硫酸鉛轉(zhuǎn)變成二氧化鉛，負(fù)極處硫酸鉛轉(zhuǎn)變成金屬鉛，放電時(shí)，則發(fā)生反方向的化學(xué)反應(yīng)。
[0007]鉛蓄電池的工作電壓平穩(wěn)、使用溫度及使用電流范圍寬、能充放電數(shù)百個(gè)循環(huán)、貯存性能好(尤其適于干式荷電貯存)、造價(jià)較低，因而應(yīng)用廣泛。采用新型鉛合金和電解液添加納米碳溶膠，可改進(jìn)鉛蓄電池的性能。如用鉛鈣合金作板柵，能保證鉛蓄電池最小的浮充電流、減少添水量和延長(zhǎng)其使用壽命；采用鉛鋰合金鑄造正板柵，則可減少自放電和滿足密封的需要。此外，開口式鉛蓄電池要逐步改為密封式，并發(fā)展防酸、防爆式和消氫式鉛蓄電池。
[0008]鉛蓄電池的電動(dòng)勢(shì)約為2伏，常用串聯(lián)方式組成6伏或12伏的蓄電池組。電池放電時(shí)硫酸濃度減小，可用測(cè)電解液比重的方法來判斷蓄電池是否需要充電或者充電過程是否可以結(jié)束。鉛蓄電池的優(yōu)點(diǎn)是放電時(shí)電動(dòng)勢(shì)較穩(wěn)定，缺點(diǎn)是比能量(單位重量所蓄電能)小，對(duì)環(huán)境腐蝕性強(qiáng)。
[0009]電池組一般包括多節(jié)串聯(lián)連接的電池，但當(dāng)電池組中的某一節(jié)或者某幾節(jié)電池電源耗盡或者損壞時(shí)，該電池的電阻將變得很大。如果繼續(xù)與其他正常電池串聯(lián)連接給系統(tǒng)供電，該電池將消耗大量能量，從而降低了效率，縮短了電池組的使用時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明提出一種自動(dòng)切換的電池組，解決了現(xiàn)有的電池組中的某一節(jié)或者某幾節(jié)電池電源耗盡或者損壞時(shí)，該電池的電阻將變得很大的問題。
[〇〇11] 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0012] —種自動(dòng)切換的電池組，包括：n個(gè)串聯(lián)連接的電池，其中η為自然數(shù)；與相應(yīng)電池并聯(lián)連接的η個(gè)短接開關(guān)；以及，與相應(yīng)電池并聯(lián)耦接的η個(gè)短接控制電路，其中所述每個(gè)短接控制電路接收相應(yīng)電池兩端電壓，并根據(jù)相應(yīng)電池兩端電壓提供控制信號(hào)，用以將相應(yīng)短接開關(guān)導(dǎo)通或斷開；所述短接控制電路包括：比較器，具有同相輸入端、反相輸入端和輸出端；偏置電路，具有正端和負(fù)端，其正端耦接至比較器的同相輸入端；其中所述電池和短接開關(guān)并聯(lián)耦接在比較器的同相輸入端和偏置電路的負(fù)端之間，所述短接開關(guān)包括耦接至所述比較器輸出端的控制端；所述短接開關(guān)為M0SFET晶體管。
[0013]本發(fā)明的有益效果是：
[0014] 短接電池組中電量耗盡或損壞的電池，延長(zhǎng)了電池組的使用時(shí)間。
【附圖說明】
[0015] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1為本發(fā)明一種自動(dòng)切換的電池組的電路控制框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0018]如圖1所示，本發(fā)明一種自動(dòng)切換的電池組，電池組117包括η個(gè)串聯(lián)連接的電池（211、221、……、2nl)，其中η為自然數(shù)；與相應(yīng)電池并聯(lián)連接的η個(gè)短接開關(guān)（212、222、……、2η2);以及與相應(yīng)電池并聯(lián)耦接的η個(gè)短接控制電路（213、223、……、2η3)，所述每個(gè)短接控制電路接收相應(yīng)電池兩端電壓，并根據(jù)相應(yīng)電池兩端電壓提供控制信號(hào)，用以將相應(yīng)短接開關(guān)導(dǎo)通或斷開，從而在相應(yīng)電池兩端電壓很低時(shí)將該電池短接。
[0019]圖1中的短接控制電路（213、223、……、2η3)結(jié)構(gòu)相同。
[0020] 短接控制電路213包括：比較器2101，具有同相輸入端、反相輸入端和輸出端；偏置電路2102,具有正端和負(fù)端，其正端耦接至比較器2101的同相輸入端；其中電池211和短接開關(guān)212并聯(lián)耦接在比較器2101的同相輸入端和偏置電路102的負(fù)端之間，所述短接開關(guān)212包括耦接至所述比較器2101輸出端的控制端。
[0021]在所述電池組電壓短接控制電路213運(yùn)行時(shí)，比較器2101比較其電池211兩端電壓與偏置電路2102提供的電壓。
[0022]當(dāng)電池211的電源耗盡或損壞，使得其兩端電壓低于偏置電路2102提供的電壓水平時(shí)，比較器2101將短接開關(guān)212導(dǎo)通，以電池211，從而最小化該電池通路的電阻。
[0023]優(yōu)選地，所述短接開關(guān)為晶體管。
[0024]優(yōu)選地，所述短接開關(guān)為M0SFET晶體管。金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，簡(jiǎn)稱金氧半場(chǎng)效晶體管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, M0SFET)是一種可以廣泛使用在模擬電路與數(shù)字電路的場(chǎng)效晶體管（field-effect transistor)。M0SFET依照其“通道”（工作載流子）的極性不同，可分為“N型”與“P型”的兩種類型，通常又稱為NM0SFET與PM0SFET，其他簡(jiǎn)稱尚包括NM0S、PM0S等。
[0025]M0SFET晶體管能在很小電流和很低電壓的條件下工作，而且它的制造工藝可以很方便地把很多場(chǎng)效應(yīng)管集成在一塊硅片上，因此場(chǎng)效應(yīng)管在大規(guī)模集成電路中得到了廣泛的應(yīng)用。
[0026]優(yōu)選地，所述短接開關(guān)為N型M0SFET晶體管。
[0027]本發(fā)明的自動(dòng)切換的電池組，短接電池組中電量耗盡或損壞的電池，延長(zhǎng)了電池組的使用時(shí)間。
[0028]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自動(dòng)切換的電池組，其特征在于，包括:n個(gè)串聯(lián)連接的電池，其中η為自然數(shù)； 與相應(yīng)電池并聯(lián)連接的η個(gè)短接開關(guān)，所述短接開關(guān)為MOSFET晶體管； 以及，與相應(yīng)電池并聯(lián)耦接的η個(gè)短接控制電路，其中所述每個(gè)短接控制電路接收相應(yīng)電池兩端電壓，并根據(jù)相應(yīng)電池兩端電壓提供控制信號(hào)，用以將相應(yīng)短接開關(guān)導(dǎo)通或斷開； 所述短接控制電路包括:比較器，具有同相輸入端、反相輸入端和輸出端； 偏置電路，具有正端和負(fù)端，其正端耦接至比較器的同相輸入端； 其中，所述電池和短接開關(guān)并聯(lián)耦接在比較器的同相輸入端和偏置電路的負(fù)端之間，所述短接開關(guān)包括耦接至所述比較器輸出端的控制端。
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種自動(dòng)切換的電池組，包括：n個(gè)串聯(lián)連接的電池，其中n為自然數(shù)；與相應(yīng)電池并聯(lián)連接的n個(gè)短接開關(guān)；以及，與相應(yīng)電池并聯(lián)耦接的n個(gè)短接控制電路，其中所述每個(gè)短接控制電路接收相應(yīng)電池兩端電壓，并根據(jù)相應(yīng)電池兩端電壓提供控制信號(hào)，用以將相應(yīng)短接開關(guān)導(dǎo)通或斷開；所述短接控制電路包括：比較器，具有同相輸入端、反相輸入端和輸出端；偏置電路，具有正端和負(fù)端，其正端耦接至比較器的同相輸入端；其中所述電池和短接開關(guān)并聯(lián)耦接在比較器的同相輸入端和偏置電路的負(fù)端之間，所述短接開關(guān)包括耦接至所述比較器輸出端的控制端。本發(fā)明的電池組，短接電池組中電量耗盡或損壞的電池，延長(zhǎng)了電池組的使用時(shí)間。
【IPC分類】H01M10/42, H02J7/36
【公開號(hào)】CN105429275
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510901796
【發(fā)明人】高霞
【申請(qǐng)人】青島盛嘉信息科技有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年12月8日