專(zhuān)利名稱(chēng)：中心抽頭的電池組及使用該電池組的電力分配系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池組和使用電池組的電力分配系統(tǒng)。更具體而言，本發(fā)明涉及 一種用在壓強(qiáng)變化的環(huán)境中的電池組。
背景技術(shù)：
電池組被用在巨量種類(lèi)的應(yīng)用中。通常的電池組包括排布在外殼中的多個(gè)電池。 在電性連接到電池的外殼上配有正極端子和接地端子。接地端子提供地電壓或零電壓，而 正極端子提供相對(duì)于地的正電壓。接地端子和正極端子之間的差為給定應(yīng)用提供期望的相 對(duì)電壓。帕邢定律(Paschen Law)規(guī)定，在電壓端子之間發(fā)生擊穿所需的電壓隨壓強(qiáng)降低 而降低。因此，用在低壓強(qiáng)環(huán)境中的電池組可能易發(fā)生擊穿或短路。

發(fā)明內(nèi)容用于電力分配系統(tǒng)的電池組包括具有正極端子和負(fù)極端子的電池組件，所述正極 端子和負(fù)極端子一起提供電池組相對(duì)直流電壓。中性抽頭被電性連接到電池組件的正極端 子和負(fù)極端子之間，從而將電壓分成正電壓和負(fù)電壓。正極端子處于比中性抽頭高的正直 流電壓。負(fù)極端子處于比中性抽頭低的負(fù)直流電壓。電池組相對(duì)直流電壓大于在中性抽頭 與各正直流電壓和負(fù)直流電壓之間的各相對(duì)電壓。本發(fā)明公開(kāi)一種包括上述電池組的電力分配系統(tǒng)。中性抽頭被接地。電氣部件被 電性連接到電池組。開(kāi)關(guān)可在打開(kāi)和閉合位置之間運(yùn)動(dòng)以選擇性地將正極端子和負(fù)極端子 中的至少一個(gè)電性連接到電池組件上。開(kāi)關(guān)裝置被聯(lián)接到開(kāi)關(guān)并與控制器通信。本發(fā)明公開(kāi)了由電池組供給直流電壓的一種方法。電池組提供對(duì)應(yīng)于某一電壓的 正極端子和負(fù)極端子。電池組在正極端子和負(fù)極端子之間被中心抽頭以提供對(duì)應(yīng)于接地點(diǎn) 的中性端子。該電壓對(duì)應(yīng)于正極端子和負(fù)極端子之間的相對(duì)電壓。本發(fā)明的這些和其他特征可由以下的說(shuō)明和附圖得到最好的理解，以下為簡(jiǎn)要描 述。

圖1為根據(jù)本發(fā)明的中心抽頭電池組的示意圖。圖2為使用顯示于圖1中的中心抽頭電池組的電力分配系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施方式圖1示意地描述了根據(jù)一個(gè)公開(kāi)實(shí)例的中心抽頭電池組10。電池組10包括中性 或接地端子12以及正極端子14和負(fù)極端子16。正極端子14和負(fù)極端子16之間的相對(duì)電 壓對(duì)應(yīng)于期望的直流電壓。正極端子14處于比中性端子或抽頭12高的電壓，而負(fù)極端子 16處于比中性端子12低的電壓。極端子14和負(fù)極端子16的每個(gè)到地的電位為直接在正極端 子和負(fù)極端子之間的相對(duì)電壓的一半。例如，正極端子14和負(fù)極端子16之間的相對(duì)電壓約 為270伏特(直流)。那么，本實(shí)例中正極端子處于135伏特(直流)而負(fù)極端子處于-135 伏特(直流)。所公開(kāi)的電池組降低了由于帕邢定律引起的可能在降低的壓強(qiáng)下發(fā)生電暈放電 和/或擊穿的可能性。電池組在其周?chē)h(huán)境中可能暴露于降低的壓強(qiáng)的應(yīng)用例如有飛機(jī)、 氣球、運(yùn)載火箭、航空航天應(yīng)用以及類(lèi)似的地到空應(yīng)用。電池組10被圖解于圖2中的電力分配系統(tǒng)17的實(shí)例中。電池組10包括電池組 外殼18，接地于24，電池組外殼18容納第一電池組件20和第二電池組件22。本實(shí)例中，第 一電池組件20和第二電池組件22中的每個(gè)均包括多個(gè)電池26，每個(gè)電池26均包括正極側(cè) 28和負(fù)極側(cè)30。第一電池組件20的負(fù)極側(cè)30被電性連接到中心抽頭的連接32。第二電 池組件22的正極側(cè)28被電性連接到中心抽頭的連接32。中心抽頭的連接32被電性連接 到中性端子12。第一電池組件20的正極側(cè)28被定向且電性地連接到正極端子14。第二 電池組件22的負(fù)極側(cè)被定向且電性地連接到負(fù)極端子16。在一個(gè)實(shí)例中，開(kāi)關(guān)38排布在第一電池組件20和第二電池組件22、中心抽頭32 與它們各自的正極端子14、負(fù)極端子16及中性端子12之間。開(kāi)關(guān)裝置40與開(kāi)關(guān)38互相 連接?？刂破?2與開(kāi)關(guān)裝置40通信。在一個(gè)實(shí)例中，控制器42被編程以命令開(kāi)關(guān)裝置40 在打開(kāi)和閉合位置之間致動(dòng)開(kāi)關(guān)38。例如，在運(yùn)載火箭應(yīng)用中，在發(fā)射順序初期電池組位于 地上且處于大約在海平面的第一壓強(qiáng)下，此時(shí)電池組可以與處于閉合位置的開(kāi)關(guān)38連接。 當(dāng)運(yùn)載火箭穿過(guò)大氣時(shí)，電池組10繼續(xù)電性連接到負(fù)載。這樣，在發(fā)射順序期間，電池組置 于其內(nèi)的環(huán)境44遭受到大氣中的第二壓強(qiáng)，第二壓強(qiáng)低于發(fā)射前的第一壓強(qiáng)。在發(fā)生于上 層大氣(例如，80，000-90，000英尺(24-27公里))的低壓強(qiáng)下，通常的電池組將由于壓強(qiáng) 相對(duì)于海平面壓強(qiáng)的降低而易發(fā)生擊穿。在一個(gè)實(shí)例中，保險(xiǎn)絲和/或?yàn)V波器46被電性連接在每個(gè)開(kāi)關(guān)38及其各自的端 子14、16之間。電導(dǎo)線48使電池組10與電氣部件54互相電性連接。在一個(gè)實(shí)例中，電導(dǎo) 線48包括具有固定件52的連接器50，固定件52用來(lái)把電導(dǎo)線48的端頭固定到端子12、 14,16 上。電氣部件54在第一接地點(diǎn)56接地。在一些應(yīng)用中，可使用單點(diǎn)接地點(diǎn)58來(lái)使得 數(shù)字和模擬信號(hào)接地。單點(diǎn)接地點(diǎn)58被電性連接到第二接地點(diǎn)60。在一個(gè)實(shí)例中，電氣部件54為電磁致動(dòng)器(EMA)。在另一實(shí)例中，電氣部件54為 電動(dòng)液壓致動(dòng)器(EHA)，電動(dòng)液壓致動(dòng)器(EHA)包括命令電動(dòng)泵的控制器。在運(yùn)載火箭應(yīng)用 中，例如EMA和/或EHA被用來(lái)控制運(yùn)載火箭的飛行路線。盡管已公開(kāi)了一個(gè)實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到在這些權(quán)利要求的范 圍內(nèi)將發(fā)生某些改型。為此，應(yīng)當(dāng)研究以下權(quán)利要求以確定其真實(shí)范圍和內(nèi)容。
權(quán)利要求
一種用于電力分配系統(tǒng)的電池組，其包含具有正極端子和負(fù)極端子的電池組件，所述正極端子和負(fù)極端子一起提供電池組相對(duì)直流電壓；以及被電性連接到所述電池組件的所述正極端子和負(fù)極端子之間的中性抽頭，所述正極端子處于比所述中性抽頭高的正直流電壓，而所述負(fù)極端子處于比所述中性抽頭低的負(fù)直流電壓，所述電池組相對(duì)直流電壓大于在所述中性抽頭與各所述正直流電壓和負(fù)直流電壓之間的各相對(duì)電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其特征在于，所述相對(duì)直流電壓大致等于所述正直 流電壓和負(fù)直流電壓之間的差。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其特征在于，所述電池組包含被構(gòu)造成提供接地點(diǎn) 的電池組外殼，所述接地點(diǎn)被電性連接到所述中性抽頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池組，其特征在于，所述電池組件排布在所述電池組外殼 內(nèi)，且所述正極端子和負(fù)極端子排布在所述電池組外殼之外。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池組，其特征在于，所述中性端子物理上位于所述正極端 子和負(fù)極端子之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其特征在于，所述電池組包含至少一個(gè)開(kāi)關(guān)和開(kāi)關(guān) 裝置，所述開(kāi)關(guān)被電性連接在所述端子中的至少一個(gè)和所述電池組件之間，所述開(kāi)關(guān)裝置 被構(gòu)造成使所述開(kāi)關(guān)在打開(kāi)和閉合位置之間運(yùn)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其特征在于，所述電池組包含至少一個(gè)保險(xiǎn)絲或?yàn)V 波器，所述保險(xiǎn)絲或?yàn)V波器被電性連接在開(kāi)關(guān)與所述正極端子和負(fù)極端子中的至少一個(gè)之 間。
8.一種電力分配系統(tǒng)，其包含電池組，其包括具有正極端子和負(fù)極端子的電池組件，所述正極端子和負(fù)極端子一起 提供電池組相對(duì)直流電壓，且中性抽頭被電性連接到所述電池組件的所述正極端子和負(fù)極 端子之間，其中所述中性抽頭接地，所述正極端子處于比所述中性抽頭高的正直流電壓，且 所述負(fù)極端子處于比所述中性抽頭低的負(fù)直流電壓，所述電池組相對(duì)直流電壓大于在所述 中性抽頭與各所述正直流電壓和負(fù)直流電壓之間的各相對(duì)電壓；電氣部件，其被電性連接到所述電池組；開(kāi)關(guān)，其可在打開(kāi)和閉合位置之間運(yùn)動(dòng)，以選擇性地將所述正極端子和負(fù)極端子中的 至少一個(gè)電性連接到所述電池組件；以及開(kāi)關(guān)裝置，其聯(lián)接到所述開(kāi)關(guān)并與控制器通信，所述控制器被編程以命令所述開(kāi)關(guān)裝 置來(lái)在所述打開(kāi)和閉合位置之間致動(dòng)所述開(kāi)關(guān)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包含將所述電池組電性連接到 所述電氣部件的電導(dǎo)線。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電氣部件為機(jī)電致動(dòng)器和電動(dòng)液壓 致動(dòng)器中的至少一個(gè)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電池組在不帶有所述中性抽頭時(shí)在 第二壓強(qiáng)下易發(fā)生擊穿。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述中性抽頭接地。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包含被構(gòu)造成提供接地點(diǎn)的外 殼，所述接地點(diǎn)被電性連接到所述中性抽頭，其中所述外殼和電氣部件接地。
14.一種由電池組供給直流電壓的方法，其包含提供具有對(duì)應(yīng)于某一電壓的正極端子和負(fù)極端子的電池組；以及 在所述電池組的所述正極端子和負(fù)極端子之間作中心抽頭以提供對(duì)應(yīng)于接地點(diǎn)的中 性端子，所述電壓對(duì)應(yīng)于所述正極端子和負(fù)極端子之間的相對(duì)電壓。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述電池組暴露于第一壓強(qiáng)和第二壓 強(qiáng)，所述第二壓強(qiáng)低于所述第一壓強(qiáng)，其中所述電池組在不帶有所述中心抽頭時(shí)在所述第 二壓強(qiáng)下易發(fā)生擊穿。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述第二壓強(qiáng)對(duì)應(yīng)于在大約 80，000-90，000英尺(24-27公里)高度處的壓強(qiáng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于電力分配系統(tǒng)的電池組，其包括具有正極端子和負(fù)極端子的電池組件，所述正極端子和負(fù)極端子一起提供電池組相對(duì)直流電壓。中性抽頭被電性連接到電池組件的正極端子和負(fù)極端子之間，從而將電壓分成正電壓和負(fù)電壓。正極端子處于比中性抽頭高的正直流電壓。負(fù)極端子處于比中性抽頭低的負(fù)直流電壓。電池組相對(duì)直流電壓大于在中性抽頭與各正直流電壓和負(fù)直流電壓之間的各相對(duì)電壓。
文檔編號(hào)H02J7/00GK101958433SQ20101023657
公開(kāi)日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月16日
發(fā)明者C-Y·盧, F·科亨, K·J·梅特卡夫 申請(qǐng)人:哈米爾頓森德斯特蘭德公司