[发明专利]一种蓄电池单体置换方法

说明书

技术领域

 本发明涉及蓄电池技术领域，具体涉及一种蓄电池单体置换方法。

背景技术

蓄电池组由多个蓄电池单体串联、并联工作。蓄电池组在长期的工作过程中，由于各种物理、化学反应因素、会逐步失效。这个失效的过程往往是个别或者部分的单体落后导致整组蓄电池失效。蓄电池组由多节蓄电池单体串联构成，串联电路中，任何一个蓄电池单体失效，将导致整组蓄电池的充电、放电能力减少或者丧失。当出现落后的蓄电池单体时，传统的方法几乎都是更换蓄电池组。更换蓄电池组，意味着需要付出非常昂贵的代价。这个代价包括蓄电池组的购买成本、拆卸成本、安装成本及搬运成本，最大的成本还在于蓄电池报废带来的环境污染问题。

蓄电池组在使用过程中，有几个核心指标，蓄电池组的上限电压、下限电压，蓄电池单体电压，蓄电池单体表面温度及蓄电池组的持续放电能力等，最重要的还是蓄电池组的持续放电能力。当外部供电出现异常时，蓄电池持续供电能力是保证信息安全及通信正常的核心指标。

当蓄电池单体落后时，如何保证上述蓄电池核心指标正常，又不必更换整个蓄电池组，是当前蓄电池组技术领域的重要课题。

发明内容

本发明的目的是提出一种可以长期替换蓄电池组中落后电池单体的方法，可以在保证蓄电池组的核心指标正常指标，使蓄电池组可以继续正常充电。

根据本发明提出的蓄电池单体置换方法，关键在于将单向导通的置换电路搭接在蓄电池单体两端，单向导通的方向从蓄电池的正极到负极，所述置换电路至少包括一个或多个串联/并联的具有PN结的元件，所述置换电路的压降与所述蓄电池单体的标准充电压降相同，所述置换电路的充电电流大于或等于所述蓄电池单体的标准充电电流。

本发明的蓄电池单体置换方法，利用PN结单向导通，具有固定压降的原理，将单向导通的置换电路搭接在落后的蓄电池单体的两端，置换掉落后的蓄电池单体，由于置换电路的压降与置换掉的蓄电池单体的原标准充电压降相同，可以保证蓄电池组可以继续投入使用而无需更换，颠覆了原来的蓄电池组出现落后单体时直接更换整个蓄电池组的传统，具有很高的实用价值。

进一步的，所述置换电路还并联有放电导通电路，所述放电导通电路为单向导通电路，并且所述放电导通电路的导通方向与所述置换电路相反，所述放电导通电路的放电电流大于或等于所述蓄电池单体的标准充电电流。原有落后蓄电池单体也可以无需即刻处理丢弃，通过在置换电路并联上一个放电导通电路，在蓄电池放电过程中，落后蓄电池单体仍继续放电；而在充电过程中，落后蓄电池单体充电完成后，由于其他完好蓄电池单体仍未达到标准电压，此时充电电流从置换电路一路通过，不会影响其他完好蓄电池单体的充电工作。当然，置换电路并联放电导通电路后仍然可以完全替换落后蓄电池单体。

进一步的，所述PN结还串联有稳压管。实际应用中，稳压管本身也是一个可以在击穿电压下单向导通的PN结，并且该电压更稳定，适于本发明使用。

进一步的，所述稳压管为齐纳二极管。

进一步的，所述PN结采用半导体工艺制造或者是晶体管内的PN结，以根据需要选择PN结的来源总类，节省成本。

进一步的，所述PN结置于散热壳体内，该散热壳体是为了保证本发明能满足长期工作的需要。

附图说明

    图1为本发明的电路原理图。

    图2为本发明的2V蓄电池单体置换器的电路原理图。

    图3为本发明的12V蓄电池单体置换器的电路原理图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。

如图1，图中包括PN结1、齐纳二极管2和散热壳体3。本发明的蓄电池单体置换方法，考虑到实际生产工艺，根据蓄电池单体的放电电流大小，将多个PN结并联在蓄电池单体的两端。当然，也可以选择支持大电流的单向PN结完成。另外，PN结组成的蓄电池单体置换器在蓄电池组中应用时，置换电路的的耐压也需要满足超过蓄电池组总电压的要求。而作为稳压器的齐纳二极管，则根据需要置换的落后蓄电池单体电压值，选择合适的齐纳击穿电压。

如图2是一个2V蓄电池单体置换器的电路原理图，图中包括0.7V硅管4，1.6V稳压管5。当这个蓄电池单体置换器两端电压超过2.3V时，置换器内的齐纳二极管击穿导通，使得这个蓄电池单体置换器产生旁路导通作用。而在放电过程中，当落后蓄电池的电压低于2.1V时，放电电流的通道从旁路的三个PN结上面通过。

如图3是一个12V蓄电池单体置换器的电路原理图，图中包括两个0.7V硅管61和62,、一个9.8V稳压管7和一个12.9V稳压管8。该蓄电池单体置换器可以保证充电过程有13.6V的压降，放电过程不会低于10.5V的压降，很好地替换或者跨接在12V的蓄电池单体上面工作，保证蓄电池组的可靠运行。它的工作原理和2V单体置换器的原理相同，不再进一步描述。