[实用新型]一种能量平衡铅酸蓄电池

说明书

技术领域

本实用新型属于铅酸蓄电池技术领域，尤其涉及一种可避免过充、欠充的铅酸蓄电池。

背景技术

铅酸蓄电池放电工作电压较平稳，既可小电流放电，也可很大电流放电，工作温度范围宽，可在-40℃～65℃范围中工作，同时铅酸蓄电池技术成熟、成本低廉，跟随负荷输出特性好，成为蓄电池使用较广的重要产品。

但现有的铅酸蓄电池存在明显缺点，质量大，质量比能量低，循环使用寿命短。铅酸蓄电池寿命长短取决于充电电流和时间，而时间的长短与蓄电池放电深度成正比，也就是说充电电流越大、放电深度越深，铅酸蓄电池的寿命将缩短。单体蓄电池的过充欠充、单体蓄电池之间的能量不平衡容易导致蓄电池过早老化、使用寿命短。单体不平衡会造成温度迅速升高，可能导致热失控，使电池壳鼓包变型，电解液硫酸从电池的密封部位溢出，电池过充电肯定会造成电池失水，电池内部的化学反应因失水所需原料供给不足，必然会造成容量降低。

为了解决单体不平衡的问题，国内外研究机构和电池企业致力于寻找及研发相应技术。中国实用新型专利CN2154538Y“组合式可充碱性锌锰电池”，在每个可充碱性锌锰电池之间并联一条可自动通断的分流控制电路，此分流控制电路由两只二极管和一只电阻组成，二极管作限压，电阻作限流，此技术方案仅适用于碱性锌锰电池而且以硅二极管分流，工作电压范围比较大，工作电压随电流的增大而升高，随温度的升高导通的电压漂移也比较大，正向漏电流较大(毫安级)，只能安装于充电器电路中，与电池结合时大电流漏泄将会明显缩短蓄电池存储寿命。

1997年美国Lonnie G.Johnson，Smyma；Yong Su，Atlanta，both of Ga，发明的“可充电电池电源过充保护电路”(US5982144)，采用分流集成为核心作定值稳压充电保护，采用集成稳压电路进行定时充电，以相同电压充电时，各单体蓄电池充满所需时间不同，但以相同的时间和相同的电压充电时，由于蓄电池中各单体之间性能本身存在一定误差，就会产生误差性的过充和欠充。另外现有检测电路是用充电电流大小来判断蓄电池是否充满，此方案采用定值稳压，电池饱和度将无法检测。

中国发明专利CN1592997A(公告日2005年3月9日)美国锌矩阵动力公司申请的“蓄电池充电系统”，它是在US5982144基础做出改进，但核心原理与上述US5982144相同，是以分流集成为核心作定值稳压充电保护，没有克服误差性的过充和欠充问题。

本发明人提出CN2896539“能量平衡蓄电池”和CN1767246“能量平衡蓄电池平衡棒”，CN1889298“能量平衡蓄电池平衡棒”，为克服单体蓄电池存在过充欠充以保证单体之间能量平衡，在各单体蓄电池两端并联于一种平衡棒，平衡棒为限压分流电路，提升单体性能得到一定程度的改善，但仍旧存在铅酸蓄电池容量提升不足的缺陷。

鉴于上述原因，需要寻找能有效保护铅酸蓄电池避免欠充和过充，促使铅酸蓄电池整体容量能得到体现，使用循环寿命得到延长的解决方案。

发明内容

本实用新型之目的在于提供一种充分提升铅酸蓄电池容量的性能，提高使用寿命的能量平衡铅酸蓄电池。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种能量平衡蓄电池，由两个或两个以上的单体蓄电池串联组成，每个单体蓄电池的极板之间装有一个平衡棒，单体蓄电池的正极与平衡棒正极联结，单体蓄电池的负极与平衡棒负极联结，所述平衡棒的正向压降大于单体蓄电池的实际最高电压，小于单体蓄电池的充电电压，其特征在于所述平衡棒由一电阻R和分流稳压器组成，所述电阻的阻值在0.01Ω～2Ω，所述分流稳压器基准稳压值为2.20V～2.40V，基准电压温度变动值小于120ppm/℃，正向漏电流小于50uA。

电阻的阻值可根据蓄电池的容量大小而调整，越大的蓄电池容量选择较低阻值的电阻，本实用新型平衡棒的工作电流大小根据铅酸蓄电池的容量大小及用途所决定。

本实用新型工作原理为：

假设其中一个单体蓄电池落后5％，平衡棒正常工作电流为50mA，先用1A恒流充电时，通过其余单体蓄电池的电流为0.95A，通过并联其两端的平衡棒电流为0.05A；通过落后单体蓄电池的电流为1A，则通过并联在落后单体蓄电池两端的电流小于50μA。在充电过程中，通过单体蓄电池的电流在不断改变，通过并联其两端的平衡棒电流大小也随之改变，从而保证各单体蓄电池电离的均匀性，促使各单体蓄电池差距趋于平衡。