[实用新型]N+x蓄电池组

说明书

N+x蓄电池组，涉及蓄电池组结构，属于蓄电池技术领域。解决了现有蓄电池组存在的由于无法对电池单体进行全面的检测和筛选、导致一旦发现有单体电池出现劣化或失效就必须整组更换全部同组的单体电池、导致巨大浪费的问题，以及现有蓄电池组的1+1备用模式存在的占用空间大、备用成本高以及备电能力低的问题。本新型包括N+x个电池单元和N+x个投切开关，每个投切开关与一个电池单元相对应、用于控制所对应的电池单元切除或切入工作电池组，所述工作电池组由任意N个电池单元通过N个投切开关串联连接组成。所述投切开关采用两个mosfet功率器件和一个稳压二极管组成，该稳压二极管与对应的电池单元并联连接。本新型适用于蓄电池组的结构的改进与设计。

技术领域

本实用新型涉及蓄电池组的电池组结构，属于蓄电池技术领域。

背景技术

蓄电池组作为一种电能存储装置，由于单体蓄电池提供电压都远小于负载设备对电源电压的要求，因此必须将其串联后以电池组的方式使用。如图1所示

由于蓄电池组中所有电池单体全部采用直接串联结构，因此串联电池单体的充放电电流完全相同，全部电池单体同时实现同一电流充电和放电。理想情况下，单体电池电压相等，因此电池组充放电电压为单体电池电压*单体电池数量；但实际使用环境中，由于电池单体制造的非一致性和使用环境的原因，单体电池电压、容量等特性并不一致，在正常的电池组充放电使用过程中，会导致部分单体电池出现过充或欠充现象。单体电池长期处于过充或欠充状态，一方面会加剧电池组中单体电池的非一致性，引起其他正常单体电池出现过充或欠充，另一方面会逐步出现电池劣化问题，并最终导致电池组中全部电池失去存储电能的能力。

鉴于上述原因，导致了下述两种情况：

情况一、在电池组实际使用中，要求用户必须按时更换全部电池以保证电池组的电能存储能力和应急供电能力，而且一旦发现有单体电池出现劣化或失效，由于无法对电池单体进行严格全面的检测和筛选出和没有出现劣化或失效的其他电池高一致性的可替换电池进行更换，就必须整组更换全部同组的单体电池，形成巨大的浪费。

情况二、在一些使用蓄电池组供电的产品中，为了提高供电的可靠性，避免由于蓄电池组中的任意一个电池单元出现故障而导致整个电池组无法正常工作的情况，现有技术中采用了1+1冗余设计的方案来解决，即：在设备中设置两套蓄电池组，所述两套蓄电池组互为备用的方式来保证任一蓄电池组中出现电池单体故障时，电池组有足够的备电放电能力，该种方案也成为1+1备用模式。

上述1+1备用模式存在的主要问题有：1、因为该备用方案需要两套电池组，因此在实际应用需要在设备中预留出存放两套电池组的空间，即：占用空间比较大；2、当工作的蓄电池组中任意一个电池单体出现故障时，都需要采用另一个蓄电池组来整体替换，备用成本高；3、由于只有一套备用电池组，因此只允许出现一次故障，备电能力低。

实用新型内容

本实用新型解决了现有蓄电池组存在的由于无法对电池单体进行严格全面的检测和筛选、导致一旦发现有单体电池出现劣化或失效就必须整组更换全部同组的单体电池、导致巨大浪费的问题，以及现有蓄电池组的1+1备用模式存在的占用空间大、备用成本高以及备电能力低的问题。

本实用新型所述的N+x蓄电池组包括N+x个电池单元和N+x个投切开关，每个投切开关与一个电池单元相对应、用于控制所对应的电池单元切除或切入工作电池组，所述工作电池组由任意N个电池单元通过N个投切开关串联连接组成，其余x个电池单元为备用电池单元。

上述电池单元是各类可充电的单体电池，也可以是由多个单体电池串联或并联组成的小电池组。

用于控制投切开关的控制单元，也可以设计在蓄电池组内部，该控制单元用于控制N+x 个投切开关的工作状态，保证始终有N个电池单元串联连接组成工作电池组。