專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于串聯(lián)電池組的均衡電路及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于串聯(lián)電池組的均衡電路及裝置，能夠防止串聯(lián)電池組中的電池芯片過(guò)充電或過(guò)放電，防止電池芯片或負(fù)載短路，尤其是讓電池組芯片之間相互進(jìn)行均衡的電路及裝置，并且防止串聯(lián)電池組電壓過(guò)大，對(duì)人體產(chǎn)生不安全因素。
背景技術(shù)：
大電池組逐漸使用，尤其隨著石油短缺，太陽(yáng)能電池及電動(dòng)汽車(chē)的出現(xiàn)，需要大容量的電池組，但由于電池單片電壓只有2.0-3.7V，必須串聯(lián)使用，才能達(dá)到負(fù)載電壓。同時(shí)，有的電池如鋰電池不能過(guò)充電或過(guò)放電，否則，就會(huì)損壞電池芯片，并且，串聯(lián)使用過(guò)程中各電池芯片的容量必須保持一至，保證電池組的芯片在充電或放電時(shí)，其電壓基本一樣，才能正常進(jìn)行充放電。但是，電池組中的電池芯片在生產(chǎn)過(guò)程或使用過(guò)程中由于各種因素都會(huì)讓各個(gè)芯片的容量不一樣，必須進(jìn)行均衡，才能讓電池組的壽命達(dá)到單個(gè)芯片的壽命。以往的方法都是用MOS管及電阻放電進(jìn)行均衡，由于電阻發(fā)熱，其放電流不能太大，均衡效果有限，用線圈能量轉(zhuǎn)換方式，電路復(fù)雜，均衡效果也不是很理想，讓電池組的的充放電次數(shù)都只能在200-600次之間，跟單個(gè)鋰電池芯片的充放電次數(shù)2000次相比，相差得太遠(yuǎn)了，讓鋰電池組的性?xún)r(jià)比還不及鉛酸電池，鋰電池組的使用大受影響。如果串聯(lián)電池過(guò)多，電壓過(guò)大，在某種時(shí)候，如電動(dòng)汽車(chē)發(fā)生碰撞，或進(jìn)水都會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生不安全因素。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種用于串聯(lián)電池組的均衡電路及裝置，能夠防止串聯(lián)電池組中的電池芯片過(guò)充電或過(guò)放電，防止電池芯片或負(fù)載短路，尤其是讓電池組芯片之間相互進(jìn)行均衡的電路及裝置，并且防止串聯(lián)電池組電壓過(guò)大，對(duì)人體產(chǎn)生不安全因素。本發(fā)明一種用于串聯(lián)電池組的均衡電路及裝置，其特征在于還包括:由兩個(gè)用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的動(dòng)觸片在與每一節(jié)電池節(jié)點(diǎn)電連接的且相互之間絕緣的金屬片上移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)成的電動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、電機(jī)控制電路、升壓電路構(gòu)成；一個(gè)電動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的動(dòng)觸片電連接到電壓升壓電路的輸入端，另一個(gè)電動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的動(dòng)觸片電連接到電壓升壓電路的輸出端，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)上的兩動(dòng)觸片可以移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，選擇地與串聯(lián)電池組的任一節(jié)電池的兩端電連接；電動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)上的兩動(dòng)觸片上都電連接有電壓比較電路，電壓比較電路有多個(gè)輸出，同時(shí)設(shè)有計(jì)數(shù)器，電壓比較電路的輸出與計(jì)數(shù)器的輸出通過(guò)門(mén)電路最后控制電動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)上的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)與停止；電動(dòng)機(jī)通過(guò)齒輪變速后帶動(dòng)兩動(dòng)觸片在圓盤(pán)上轉(zhuǎn)動(dòng)，圓盤(pán)的邊緣上設(shè)有若干相互之間絕緣的金屬片，金屬片依次與串聯(lián)電池組中的每一節(jié)電池連接點(diǎn)電連接，兩動(dòng)觸片依次與金屬片及圓盤(pán)中間的兩金屬圈電連接，兩金屬圈與升壓電路的輸入或輸出端電連接；電動(dòng)機(jī)可以帶動(dòng)兩動(dòng)觸片來(lái)回作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，與串聯(lián)電池的每一節(jié)電池的連接點(diǎn)電連接的金屬片相互之間絕緣地排成一排，分別選擇與兩動(dòng)觸片電連接，兩動(dòng)觸片再與電壓升壓電路的輸出或輸入端電連接；多個(gè)不同數(shù)值的穩(wěn)壓二極管或電阻與一電阻串聯(lián)后電連接在電動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的兩動(dòng)觸片上，穩(wěn)壓二極管或電阻與一電阻串聯(lián)的每一接點(diǎn)再與一非門(mén)電路輸入端連接，非門(mén)電路輸出端與計(jì)數(shù)電路輸出端通過(guò)或非門(mén)電路或者是與非門(mén)電路的輸出端控制電動(dòng)機(jī)回路接通或斷開(kāi)，構(gòu)成電機(jī)控制電路；四對(duì)常開(kāi)常閉觸頭的繼電器，其四個(gè)動(dòng)觸頭分別與兩個(gè)電容的兩極電連接，接電容正極的一組常開(kāi)常閉觸頭與兩個(gè)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)上的接電池正極的動(dòng)觸片電連接，接電容負(fù)極的一組常開(kāi)常閉觸頭與兩個(gè)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)上的接電池負(fù)極的動(dòng)觸片電連接，另外兩組常開(kāi)常閉觸頭的常開(kāi)或者是常閉觸頭之間電連接，接電容正極的觸頭中的一個(gè)觸頭與負(fù)責(zé)輸入電流的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)接正極的動(dòng)觸片電連接，接電容負(fù)極的觸頭中的一個(gè)觸頭與負(fù)責(zé)輸入電流的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)接負(fù)極的動(dòng)觸片電連接；繼電器通過(guò)由門(mén)電路及電容、電阻、三極管構(gòu)成的低頻振蕩電路進(jìn)行閉合與斷開(kāi)；可以設(shè)單節(jié)電池充電電路，單節(jié)電池充電電路輸出端電連接在電動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的兩動(dòng)觸片上；由20節(jié)以上的電池串聯(lián)組成的大電池組，可以平分成若干個(gè)串聯(lián)小組，每一個(gè)串聯(lián)小組可以都設(shè)兩個(gè)電動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)及一個(gè)升壓電路，電池串聯(lián)小組之間通過(guò)一個(gè)同軸組合開(kāi)關(guān)可以轉(zhuǎn)換成串聯(lián)或并聯(lián)連接。上述結(jié)構(gòu)組成的一種用于串聯(lián)電池組的均衡電路及裝置，由兩個(gè)用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的動(dòng)觸片在與電池節(jié)點(diǎn)電連接的相互之間絕緣的金屬片上移動(dòng)構(gòu)成的電動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、電機(jī)控制電路、升壓電路構(gòu)成，一個(gè)電動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的動(dòng)觸片電連接到電壓升壓電路的輸入端，另一個(gè)電動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的動(dòng)觸片電連接到電壓升壓電路的輸出端，每個(gè)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的動(dòng)觸片上電連接有電壓比較電路，多個(gè)不同數(shù)值的穩(wěn)壓二極管或電阻與一電阻串聯(lián)后電連接在轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的兩動(dòng)觸片上，穩(wěn)壓二極管或電阻與一電阻串聯(lián)的每一接點(diǎn)再與一非門(mén)電路輸入端連接，非門(mén)電路的輸出端再與計(jì)數(shù)電路輸出端通過(guò)或非門(mén)電路或者是與非門(mén)電路邏輯輸出，控制電動(dòng)機(jī)回路接通或斷開(kāi)，就控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)或停止。當(dāng)電機(jī)停止或轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其兩動(dòng)觸片都與電池節(jié)點(diǎn)電連接的相互之間絕緣的兩金屬片電連接，電池組中的每一節(jié)電池都可以與升壓電路的輸入端電連接，每一節(jié)電池的電壓也進(jìn)行比較，當(dāng)某一節(jié)電池電壓高于某一數(shù)值時(shí)，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，兩動(dòng)觸片就停在這一節(jié)電池的兩金屬片上，這一節(jié)電池就被選中放電；另一個(gè)電動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的電機(jī)停止或轉(zhuǎn)動(dòng)，其兩動(dòng)觸片也都與電池節(jié)點(diǎn)電連接的相互之間絕緣的另兩金屬片電連接，那么與兩動(dòng)觸片電連接的電池就與電壓升壓電路的輸出端電連接，其電壓也進(jìn)行比較，當(dāng)某一節(jié)電池的電壓低于某一數(shù)值時(shí)，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，兩動(dòng)觸片就停在這一節(jié)電池的兩金屬片上，這個(gè)電池就被充電，就實(shí)現(xiàn)了在串聯(lián)電池組中，由一節(jié)電池向另一節(jié)電池充電，實(shí)現(xiàn)了電池的電量轉(zhuǎn)移，也就實(shí)現(xiàn)了均衡。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)兩動(dòng)觸片移動(dòng)，選擇兩動(dòng)觸片停在不同的兩金屬片上，就可以選擇不同的電池放電或充電，并且，每一節(jié)電池都可以是放電，也可以是充電，就完成了整個(gè)電池組中的均衡。每一個(gè)電動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的兩動(dòng)觸片要停在哪一節(jié)電池的金屬片上，就通過(guò)電壓比較電路來(lái)控制電機(jī)停止或轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，帶動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的動(dòng)觸片轉(zhuǎn)動(dòng)或直線移動(dòng)，動(dòng)觸片與電池節(jié)點(diǎn)電連接的相互之間絕緣的兩金屬片相接觸，每一節(jié)電池的電壓通過(guò)動(dòng)觸片與電壓比較電路進(jìn)行比較，也就是多個(gè)不同數(shù)值的穩(wěn)壓二極管或電阻與一電阻串聯(lián)后都通過(guò)動(dòng)觸片與每一節(jié)的電池電連接，不同數(shù)值的穩(wěn)壓二極管為2.7V、3.0V、3.3V、3.6V，3.9V，當(dāng)某一節(jié)電池的電壓低于
3.9V時(shí)，但高于3.6V時(shí)，那么與2.7V、3.0V、3.3V、3.6V連接的非門(mén)電路的輸入端都是高電平，其輸出端就都是低電平，而與3.9V穩(wěn)壓二極管連接的非門(mén)電路，其輸入端為低電平，其輸出端就是高電平，非門(mén)電路輸出端再通過(guò)或非門(mén)電路與計(jì)數(shù)器輸出端作比較。當(dāng)非門(mén)電路輸出端是1，或者計(jì)數(shù)器的輸出也是1，或非門(mén)輸出就是O，通過(guò)三極管或繼電器就不能斷開(kāi)電機(jī)的回路，電機(jī)就繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，那么作為輸入電流的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的動(dòng)觸片就不作停留。只有用于電壓比較的非門(mén)電路輸出是低電平，計(jì)數(shù)器的輸出端也為O，或非門(mén)輸出才是1，再通過(guò)三極管或繼電器就斷開(kāi)電機(jī)的回路，電機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，作為輸入電流的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的動(dòng)觸片就停留在那一節(jié)電壓在選定電壓以上的電池的金屬片上，就開(kāi)始放電，直到電壓低于選定電壓值，非門(mén)電路輸出改為1，或非門(mén)輸出為O，電機(jī)又開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)動(dòng)觸片轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)，再與下一節(jié)電池的電壓相比較。第一圈電壓值設(shè)為3.9V，計(jì)數(shù)器I路的輸出為O，其它路輸出為1，當(dāng)有電池的電壓高于3.9V時(shí)，其非門(mén)電路輸出為O，計(jì)數(shù)器I路的輸出為O，或非門(mén)電路輸出為1，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)觸片就停在高于3.9V的那一節(jié)電池的金屬片上，讓高于
3.9V的那一節(jié)電池一直放電，直到電壓低于3.9V，非門(mén)電路輸出變?yōu)?，或非門(mén)輸出為O，電機(jī)又開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，又與下一節(jié)電池的電壓相比較，如果再有電池電壓高于3.9V的，就停在高于3.9V的那一節(jié)電池的金屬片上,讓電壓高于3.9V的這一節(jié)電池放電,直到電壓低于
3.9V，電機(jī)又開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，又與下一節(jié)電池電壓比較，直到把所有的電池都比較完成，沒(méi)有電壓高于3.9V的，就開(kāi)始第二圈比較，計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器2路的輸出為O，其它路輸出為I,每二圈電壓值設(shè)為3.6V,那么高于3.6V的電池開(kāi)始放電,低于3.6V的電池就不放電,直到第二圈比較完成，開(kāi)始第三圈比較，第三圈開(kāi)始，計(jì)數(shù)器又開(kāi)始計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器3路輸出為O，其它路輸出為1，電壓值設(shè)為3.3V，高于3.3V的電池都被放電。第四圈設(shè)為3.0V，計(jì)數(shù)器的第4路輸出為O，其它路輸出為1，電池就這樣一節(jié)節(jié)由高到低進(jìn)行放電。作為輸入電流的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，第一圈電壓值設(shè)為2.7V，第二圈電壓值設(shè)為3.0V,第三圈電壓值設(shè)為3.3V,第四圈電壓值設(shè)為3.6V，當(dāng)有一節(jié)電池電壓有低于2.7V但又沒(méi)到達(dá)截止電壓2.5V時(shí)，第二個(gè)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)上的動(dòng)觸片開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)，逐一與每一節(jié)電池電連接，并進(jìn)行電壓比較，當(dāng)動(dòng)觸片轉(zhuǎn)到電壓都高于2.7V以上的電池時(shí)，其與2.7V穩(wěn)壓二極管連接的非門(mén)電路其輸入端為高，輸出端為0，計(jì)數(shù)器I路輸出為1，其它路輸出為0，與非門(mén)電路輸出為1，不能斷開(kāi)電機(jī)回路，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，高于2.7V的電池不充電，只有當(dāng)動(dòng)觸片轉(zhuǎn)到電壓低于2.7V以下的電池時(shí)，其與2.7V穩(wěn)壓二極管連接的非門(mén)電路其輸入端為低，輸出端為1，計(jì)數(shù)器I路輸出為1，與非門(mén)電路輸出就為0，就斷開(kāi)電機(jī)回路，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)觸片就停在電壓都低于2.7V以下的電池的金屬片上，進(jìn)行充電，直到電池被充電到電壓高于2.7V后，與2.7V穩(wěn)壓二極管連接的非門(mén)電路輸入端為高，輸出端為O，計(jì)數(shù)器I路輸出為I，與非門(mén)電路輸出為I，電機(jī)回路閉合，電機(jī)又開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，開(kāi)始下一節(jié)電池電壓比較，直到轉(zhuǎn)一圈后電壓沒(méi)有低于2.7V的，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，并開(kāi)始第二圈轉(zhuǎn)動(dòng)，第二圈電壓值為3.0V,計(jì)數(shù)器2路輸出為I，其它路為0，當(dāng)電壓低于3.0V的電池都被選中而進(jìn)行充電，第三圈為3.3V，計(jì)數(shù)器3路輸出為I，其它路為0，低于3.3V的電池都被充電，第四圈又從2.7V開(kāi)始，計(jì)數(shù)器也從頭開(kāi)始計(jì)數(shù)，就不停地進(jìn)行循環(huán)，一直充電。就這樣，電壓高的電池從高開(kāi)始，進(jìn)行放電，又從電壓最低的電池開(kāi)始，進(jìn)行充電，電量不斷地從高電池到低電池進(jìn)行轉(zhuǎn)移，就完成了均衡。也就是說(shuō)，第一圈高于3.9V的電池都被放電，低于2.7V的電池都被選中進(jìn)行充電，第二圈，高于3.6V的電池都被選中進(jìn)行放電，低于3.0V的電池都被選中進(jìn)行充電，第三圈，高于3.3V的電池都被選中進(jìn)行放電，低于3.3V的電池都被選中進(jìn)行充電，直到有電池放電到有電壓低于2.5V，而整個(gè)電池組終止放電。這里的電壓值都是隨意設(shè)定的，不同的電池，或者同樣的電池，都可以另設(shè)定電壓值。除了使用與串聯(lián)電池電壓相配的充電器進(jìn)行充電外，還可以另外設(shè)單節(jié)電池充電電路，單節(jié)電池充電電路的輸出端電連接在轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的兩動(dòng)觸片上。充電時(shí)，當(dāng)某一節(jié)電池電壓達(dá)到截止電壓后，整個(gè)串聯(lián)充電全部停止，但電動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的電機(jī)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的動(dòng)觸片與各節(jié)電池的金屬片逐一電連接，當(dāng)一節(jié)電池電壓低于截止電壓時(shí)，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，就由單節(jié)電池充電器向沒(méi)有達(dá)到截止電壓的電池繼續(xù)充電，直到其電壓達(dá)到截止電壓，電機(jī)再轉(zhuǎn)動(dòng)，再與下一節(jié)電池電壓相比較，沒(méi)有充滿(mǎn)電的電池就一節(jié)節(jié)補(bǔ)充滿(mǎn)電，直到全部充滿(mǎn)電為止，這樣，就保證了每一節(jié)電池都能夠全部充滿(mǎn)電。一節(jié)電池向另一節(jié)電池充電，必須采用升壓電路，讓電池電壓升壓后才能充入另一節(jié)電池。直流升壓電路有很多種，這里采用的電容升壓方式，四對(duì)常開(kāi)常閉觸頭的繼電器，其中四個(gè)動(dòng)觸頭分別與兩個(gè)電容的兩極電連接，接電容正極的一組常開(kāi)常閉觸頭與兩個(gè)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)上的接電池正極的動(dòng)觸片電連接，接電容負(fù)極的一組常開(kāi)常閉觸頭與兩個(gè)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)上的接電池負(fù)極的動(dòng)觸片電連接，另外兩組常開(kāi)常閉觸頭的常開(kāi)或是常閉觸頭電連接，接電容正極的觸頭中的一個(gè)觸頭與輸入電流的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的正極動(dòng)觸片電連接，接電容負(fù)極的觸頭中的一個(gè)觸頭與輸入電流的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的負(fù)極動(dòng)觸片電連接。繼電器通過(guò)由門(mén)電路及電容、電阻、三極管構(gòu)成的低頻振蕩電路進(jìn)行閉合與斷開(kāi)，讓與之觸頭相連接的電容進(jìn)行串聯(lián)、并聯(lián)轉(zhuǎn)換，當(dāng)電容并聯(lián)時(shí)進(jìn)行充電，電容轉(zhuǎn)成串聯(lián)后，電壓就上升，電容的電量就充到另一節(jié)的電池里，就能把一節(jié)電池的電量轉(zhuǎn)到另一節(jié)電池里。本發(fā)明，也可以采用其它直流升壓電路，只要電動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的動(dòng)觸片與一節(jié)電池接通，通過(guò)升壓電路，升壓電路的輸出端通過(guò)電動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)與另一節(jié)電池連接，就能向另一節(jié)電池充電了。每一節(jié)電池還并聯(lián)有保護(hù)芯片，保護(hù)芯片上設(shè)有過(guò)放過(guò)充電壓，防止電池芯片過(guò)充電或過(guò)放電，防止電池芯片或負(fù)載短路，在主回路上還設(shè)有兩個(gè)MOS管，這兩個(gè)MOS管負(fù)責(zé)主電路的通斷，當(dāng)有過(guò)充或過(guò)放或短路時(shí)，MOS管就關(guān)斷，從而切斷電路，讓電路停止工作，從而保護(hù)了電池，這是已公開(kāi)的技術(shù)，就不一一論述，在電路圖中也沒(méi)標(biāo)出。由20節(jié)以上的電池串聯(lián)組成的大電池組，可以平分成若干個(gè)串聯(lián)小組，每一個(gè)串聯(lián)小組可以都設(shè)兩個(gè)電動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)及一個(gè)升壓電路，電池串聯(lián)小組之間通過(guò)一個(gè)同軸組合開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換成串聯(lián)或并聯(lián)連接，串聯(lián)供電，并聯(lián)充電，或者并聯(lián)供電，串聯(lián)充電，這樣，就可以用多組電動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)同時(shí)進(jìn)行電量轉(zhuǎn)移，以快速進(jìn)行均衡，若干個(gè)串聯(lián)小組，可以通過(guò)同軸組合開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換成并聯(lián)后相互間進(jìn)行均衡。也可以在危急關(guān)頭，把串聯(lián)通過(guò)同軸組合開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換成并聯(lián)，降低了電池的串聯(lián)的總電壓，降低了電池電壓對(duì)人體發(fā)生觸電的可能，也可以降低充電器的充電電壓。人工轉(zhuǎn)動(dòng)同軸組合開(kāi)關(guān)就能讓串聯(lián)或并聯(lián)相互轉(zhuǎn)換?；蛘咴O(shè)為手動(dòng)或腳動(dòng)為串聯(lián)連接，負(fù)責(zé)大電壓向負(fù)載供電，松開(kāi)手或腳就自動(dòng)轉(zhuǎn)為并聯(lián)連接，只要手或腳松開(kāi)，大串聯(lián)電池組就自動(dòng)轉(zhuǎn)為小串聯(lián)電池組之間的并聯(lián)連接，降低電池組的總電壓，防止觸電，也可用較低電壓的充電器充電。一個(gè)同軸組合開(kāi)關(guān)，用于電動(dòng)汽車(chē)上，就相當(dāng)于汽車(chē)的離合器，腳踏上，電池組就轉(zhuǎn)為串聯(lián)連接，腳離開(kāi)，電池組就自動(dòng)轉(zhuǎn)為并聯(lián)連接，以降低電壓，防止觸電。也可以把大串聯(lián)電池組分為幾組，并聯(lián)使用，串聯(lián)充電，以便能直接采用220V以上電壓充電或更高電壓供電。

圖1是本發(fā)明的電路圖。圖2是帶電機(jī)、齒輪箱的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是金屬片排成圓盤(pán)狀的俯視圖。圖4是20節(jié)以上電池與同軸組合開(kāi)關(guān)連接的示意圖。
具體實(shí)施方式
從圖1中可知，本發(fā)明一種用于串聯(lián)電池組的均衡電路及裝置，由兩個(gè)用電動(dòng)機(jī)13帶動(dòng)的動(dòng)觸片7在與每一節(jié)電池節(jié)點(diǎn)電連接的且相互之間絕緣的金屬片6上移動(dòng)構(gòu)成的電動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)3、電機(jī)控制電路2、升壓電路I構(gòu)成。串聯(lián)電池組中的每一節(jié)電池4的正負(fù)端都通過(guò)導(dǎo)電線5與金屬片6電連接，金屬片6相互之間絕緣并排成一直線，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的動(dòng)觸片7可以在金屬片6上由電機(jī)13帶動(dòng)而滑動(dòng)并電接觸，兩個(gè)動(dòng)觸片7接有多個(gè)不同數(shù)值的穩(wěn)壓二極管8或是電阻，二極管8或是電阻再與一電阻9串聯(lián)，并聯(lián)接一個(gè)非門(mén)電路10的輸入端，非門(mén)電路10的輸出端與計(jì)數(shù)器11的輸出端再直接連接到一個(gè)或非門(mén)16的輸入端，或非門(mén)16的輸出端通過(guò)二極管連接一個(gè)三極管的基極，就控制了電機(jī)13的回路的閉合或斷開(kāi)。電容器14的兩極與帶四對(duì)常開(kāi)常閉觸頭的繼電器15的四個(gè)動(dòng)觸頭分別電連接，接電容正極的一組常開(kāi)常閉觸頭與兩個(gè)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)上的接電池正極的動(dòng)觸片7電連接，接電容負(fù)極的一組常開(kāi)常閉觸頭與兩個(gè)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)上的接電池負(fù)極的動(dòng)觸片7電連接，另兩組常開(kāi)常閉觸頭的常開(kāi)或常閉觸頭之間電連接，接電容正極的觸頭與負(fù)責(zé)輸入電流的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)接正極的動(dòng)觸片電連接，接電容負(fù)極的觸頭與負(fù)責(zé)輸入電流的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)接負(fù)極的動(dòng)觸片電連接。繼電器15通過(guò)門(mén)電路及電容、電阻、三極管構(gòu)成的低頻振蕩電路進(jìn)行閉合與斷開(kāi)，兩電容14并聯(lián)充電，再串聯(lián)供電，就把與負(fù)責(zé)輸入電流的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)動(dòng)觸片7電連接的電池的電壓升高了，再通過(guò)負(fù)責(zé)輸出電流的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的動(dòng)觸片7，向與其電連接的電池4放電，一節(jié)電池的電就向另一節(jié)電池轉(zhuǎn)移了，就進(jìn)行了均衡。負(fù)責(zé)輸出電流的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的兩個(gè)動(dòng)觸片7也接有多個(gè)不同數(shù)值的穩(wěn)壓二極管8或是電阻，二極管8或是電阻再與一電阻9串聯(lián)，并聯(lián)接一個(gè)非門(mén)電路10的輸入端，非門(mén)電路10的輸出端與計(jì)數(shù)器11的輸出端再直接連接到一個(gè)與非門(mén)12的輸入端，與非門(mén)12的輸出端通過(guò)二極管連接一個(gè)三極管的基極，控制了電機(jī)13的回路的閉合或斷開(kāi)。電容、繼電器、低頻振蕩電路構(gòu)成的升壓電路I也可以用其它的直流升壓電路代替，只要把負(fù)責(zé)輸入電流的電池的電壓升高，就能向其它任一節(jié)需要充電的電池放電了，就能進(jìn)行均衡了。圖2圖3所示，電機(jī)13通過(guò)齒輪17變速，帶動(dòng)橫桿19轉(zhuǎn)動(dòng)，橫桿19下裝有動(dòng)觸片7,金屬片6固定在圓盤(pán)18上，金屬片6之間絕緣，并通過(guò)電線5與每一節(jié)電池4的連結(jié)點(diǎn)依次電連接，兩動(dòng)觸片7再與園盤(pán)中間的兩金屬圈20電連接，兩金屬圈20與升壓電路I的輸入或輸出端電連接，圓盤(pán)18上還裝有一開(kāi)關(guān)21,動(dòng)觸片7每轉(zhuǎn)動(dòng)一周后開(kāi)關(guān)21閉合一次，計(jì)數(shù)器11便計(jì)數(shù)一次，計(jì)數(shù)器的各路輸出變換一次。如圖4所示，4為電池，5為導(dǎo)電線或?qū)щ婓w，22為同軸組合開(kāi)關(guān)。20節(jié)以上電池串聯(lián)后，可以把大串聯(lián)電池平分成若干個(gè)串聯(lián)小組，每一個(gè)串聯(lián)小組都可以設(shè)兩個(gè)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)及一個(gè)升壓電路，電池串聯(lián)小組之間通過(guò)一個(gè)同軸組合開(kāi)關(guān)22手動(dòng)或自動(dòng)地轉(zhuǎn)換成串聯(lián)或并聯(lián)連接。一個(gè)同軸組合開(kāi)關(guān)22，用于電動(dòng)汽車(chē)上，就相當(dāng)于汽車(chē)的離合器。腳踏上，就轉(zhuǎn)為串聯(lián)連接，腳離開(kāi)就自動(dòng)轉(zhuǎn)為并聯(lián)連接，降低電壓，防止車(chē)禍或被水泡后發(fā)生觸電。也可以把大串聯(lián)電池組分為幾組，并聯(lián)使用，串聯(lián)充電，以便能直接采用220V以上電壓充電或更高電壓供電。
權(quán)利要求1.一種用于串聯(lián)電池組的均衡電路及裝置，其特征在于還包括:由兩個(gè)用電動(dòng)機(jī)(13)帶動(dòng)的動(dòng)觸片(7)在與每一節(jié)電池節(jié)點(diǎn)電連接且相互之間絕緣的金屬片(6)上移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)成的電動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(3)、電機(jī)控制電路(2)、升壓電路(I)構(gòu)成； 一個(gè)電動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的動(dòng)觸片(7)電連接到電壓升壓電路(I)的輸入端，另一個(gè)電動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的動(dòng)觸片(7)電連接到電壓升壓電路⑴的輸出端，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)上的兩動(dòng)觸片(7)可以移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，選擇地與串聯(lián)電池組的任一節(jié)電池(4)的兩端電連接； 電動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)上的兩動(dòng)觸片(7)上都電連接有電壓比較電路，電壓比較電路有多個(gè)輸出，同時(shí)設(shè)有計(jì)數(shù)器(11)，電壓比較電路的輸出與計(jì)數(shù)器(11)的輸出通過(guò)門(mén)電路最后控制電動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)上的電動(dòng)機(jī)(13)的轉(zhuǎn)動(dòng)與停止。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于串聯(lián)電池組的均衡電路及裝置，其特征在于:電動(dòng)機(jī)(13)通過(guò)齒輪(17)變速后帶動(dòng)兩動(dòng)觸片(7)在圓盤(pán)(18)上轉(zhuǎn)動(dòng)，圓盤(pán)(18)的邊緣上設(shè)有若干相互之間絕緣的金屬片出)，金屬片(6)依次與串聯(lián)電池組中的每一節(jié)電池的連接點(diǎn)電連接，兩動(dòng)觸片(7)依次與金屬片(6)及圓盤(pán)中間的兩金屬圈(20)電連接，兩金屬圈(20)與升壓電路(I)的輸入或輸出端電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于串聯(lián)電池組的均衡電路及裝置，其特征在于:電動(dòng)機(jī)(13)可以帶動(dòng)兩動(dòng)觸片(7)來(lái)回作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，與串聯(lián)電池的每一節(jié)電池連接點(diǎn)電連接的金屬片(6)相互之間絕緣地排成一排，分別選擇與兩動(dòng)觸片(7)電連接，兩動(dòng)觸片(7)再與電壓升壓電路(I)的輸出或輸入端電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于串聯(lián)電池組的均衡電路及裝置，其特征在于:多個(gè)不同數(shù)值的穩(wěn)壓二極管(8)或電阻與一電阻(9)串聯(lián)后電連接在電動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的兩動(dòng)觸片(7)上，穩(wěn)壓二極管或電阻⑶與一電阻(9)串聯(lián)的每一接點(diǎn)再與一非門(mén)電路(10)輸入端連接，非門(mén)電路輸出端與計(jì)數(shù)器(11)輸出端通過(guò)或非門(mén)電路(16)或者是與非門(mén)電路(12)的輸出端控制電動(dòng)機(jī)(13)回路的接通或斷開(kāi)，構(gòu)成電機(jī)控制電路(2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于串聯(lián)電池組的均衡電路及裝置，其特征在于:四對(duì)常開(kāi)常閉觸頭的繼電器(15)，其四個(gè)動(dòng)觸頭分別與兩個(gè)電容(14)的兩極電連接，接電容(14)正極的一組常開(kāi)常閉觸頭與兩個(gè)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)上的接電池正極的動(dòng)觸片(7)電連接，接電容負(fù)極的一組常開(kāi)常閉觸頭與兩個(gè)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)上的接電池負(fù)極的動(dòng)觸片(7)電連接，另外兩組常開(kāi)常閉觸頭的常開(kāi)或者是常閉觸頭之間電連接，接電容正極的觸頭中的一個(gè)觸頭與負(fù)責(zé)輸入電流的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)接正極的動(dòng)觸片電連接，接電容負(fù)極的觸頭中一個(gè)觸頭與負(fù)責(zé)輸入電流的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)接負(fù)極的動(dòng)觸片電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于串聯(lián)電池組的均衡電路及裝置，其特征在于:繼電器(15)通過(guò)由門(mén)電路及電容、電阻、三極管構(gòu)成的低頻振蕩電路進(jìn)行閉合與斷開(kāi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于串聯(lián)電池組的均衡電路及裝置，其特征在于:可以設(shè)單節(jié)電池充電電路，單節(jié)電池充電電路的輸出端電連接在電動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的兩動(dòng)觸片上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于串聯(lián)電池組的均衡電路及裝置，其特征在于:由20節(jié)以上的電池串聯(lián)組成的大電池組，可以平分成若干個(gè)串聯(lián)小組，每一個(gè)串聯(lián)小組可以都設(shè)兩個(gè)電動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)及一個(gè)升壓電路，電池串聯(lián)小組之間通過(guò)一個(gè)同軸組合開(kāi)關(guān)(22)可以轉(zhuǎn)換成串聯(lián)或并聯(lián)連接。
專(zhuān)利摘要一種用于串聯(lián)電池組的均衡電路及裝置，其特征在于，還包括由兩個(gè)用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的動(dòng)觸片在與每一節(jié)電池節(jié)點(diǎn)電連接的且相互之間絕緣的金屬片上移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)成的電動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、電機(jī)控制電路、升壓電路構(gòu)成；一個(gè)電動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的動(dòng)觸片電連接到電壓升壓電路的輸入端，另一個(gè)電動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的動(dòng)觸片電連接到電壓升壓電路的輸出端，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)上的兩動(dòng)觸片可以移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，選擇地與串聯(lián)電池組的任一節(jié)電池的兩端電連接；電動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)上的兩動(dòng)觸片上都電連接有電壓比較電路，同時(shí)設(shè)有計(jì)數(shù)器，電壓比較電路的輸出與計(jì)數(shù)器的輸出通過(guò)門(mén)電路最后控制電動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)上的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)與停止。
文檔編號(hào)H02J7/00GK203039378SQ20122054264
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2012年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月6日
發(fā)明者李雄業(yè) 申請(qǐng)人:李雄業(yè)