均衡充电能量块

摘要

一种均衡充电能量块，它用于对单体蓄电池中的每一组单体电池都进行均衡充电、均衡放电，从而保证单体蓄电池同步老化，它包括单体蓄电池、能量块盒、盖子、在能量块盒上的水泵、与水泵和四个单体蓄电池连通的循环水管、在单体蓄电池内部的虹吸管、在电池槽内的酸碱度检测器、靠着电池槽内壁上的浮子式干簧管液位开关、与电池连通的放电电极、在电解液槽侧边且靠近能量块盒内壁的自动修复仪、在电池槽之间并排着的两个电解液槽、装入两个电解液槽内成U型的3个U型散热管、在U型散热管上的散热片、以及用来冷却电解液的两个风扇，具有蓄电池自动增加硫酸、自动检测酸碱度、调节电解液酸碱度、蓄电池自动液位控制、充电主动修复蓄电池、使用寿命长等特点。

权利要求

1.一种均衡充电能量块，它包括单体蓄电池(4a、4b、4c、4d)、能量块盒(2)和均衡充电、均衡放电装置，其特点是：所述能量块盒(2)设置有四个电池槽(4)，电池槽(4)内装置单体蓄电池(4a、4b、4c、4d)，在能量块盒(2)上设置有充电插头(3)，且能量块盒(2)上还有盖子(1)；所述均衡充电、均衡放电装置包括设置在能量块盒(2)上的水泵(5)、与水泵(5)和四个单体蓄电池(4a、4b、4c、4d)连通的循环水管(6)、设置在单体蓄电池(4a、4b、4c、

4d)内部的虹吸管(7)、设置在装在电池槽(4)内的单体蓄电池(4a、4b、4c、4d)内的酸碱度自动检测传感器(8)、装置在电池槽(4)内壁上的浮子式干簧管液位开关(9)、设置在电池槽(4)下方与电池可连通的放电电极(10)、在电解液槽(13)侧边且靠近能量块盒(2)内壁的自动修复仪(11)、在电池槽(4)之间能量块盒(2)中部并排着的两个电解液槽(13)、竖直装入两个电解液槽(13)内成U型的3个U型散热管(12)、在U型散热管(12)上的散热片(15)、以及在两个电解液槽(13)之间的用来冷却电解液的两个风扇(14)。

2.根据权利要求1所述的均衡充电能量块，其特征是：所述能量块盒(2)上设置有与单体蓄电池(4a、4b、4e、4d)电源连通的充电插头(3)，在能量块盒(2)侧壁上设置有水泵(5)，用来抽取电解液。

3.根据权利要求1所述的均衡充电能量块，其特征是：所述每块单体蓄电池(4a、4b、

4c、4d)内部装有一根虹吸管(7)，且虹吸管(7)与电解液槽(13)连通，防止液体间相互流通而短路。

4.根据权利要求1所述的均衡充电能量块，其特征是：所述浮子式干簧管液位开关(9)用来测量蓄电池液位，而循环水管(6)则把水泵(5)和四个单体蓄电池(4a、4b、4c、4d)连通，当液位上升时，高液位干簧管接通；当液位下降时，低液位干簧管接通；用单片机的两个I/O口配以相应的电路分别检测这两个开关信号，实现液位上、下限的监测，而液位自动控制是通过检测单片机处理后的数据控制水泵(5)的阀门的开启与关闭来控制液位高低的，若单片机检测到液位下降到液位下限时，水泵(5)抽取电解液，通过循环水管(6)给每个蓄电池添加电解液，直到单片机检测到液位上升到液位上限时，关闭水泵(5)的阀门，水泵(5)停止抽取电解液，循环水管(6)停止加入电解液。

5.根据权利要求1所述的均衡充电能量块，其特征是：所述电解液槽(13)与虹吸管(7)连通，冷却风扇(14)则装置在两个电解液槽(13)之间，三个U型散热管(12)均成U型装入两个电解液槽(13)内，且在U型散热管(12)上装上一些散热片(15)，用来对U型散热管(12)内的超导液进行降温，所述电解液槽(13)用来装置在电池内部循环流动的电解液，所述U型散热管(12)用来装置对蓄电池降温的超导液，风扇(14)则是对流入电解液槽(13)内的电解液进行冷却；

所述自动修复仪(11)设置在电解液槽(13)侧面且靠近能量块盒(2)内壁，用来对蓄电池进行修理，将蓄电池接到自动修复仪(11)上就可以对蓄电池进行修复，且在蓄电池上面盖上遮挡物，防止灰尘落入铅酸蓄电池内部。

说明书

均衡充电能量块

一、技术领域

[0001] 本发明涉及一种蓄电池，尤其是一种用于对单体蓄电池中的每一组单体电池都进行均衡充电、均衡放电的均衡充电能量块。

[0002] 二、背景技术

[0003] 现在所有的蓄电池供电形式都是以串联连接的方式对蓄电池组进行供电。当蓄电池充电时，由于蓄电池组中各个单体蓄电池的电化学特性存在差异，当一些单体蓄电池充完电时，而另一些单体蓄电池因还未充满而需继续充电，这就使得已充完电的单体蓄电池发生过充现象，这对蓄电池将会产生很不利的影响，相反，那些因长期充电不足的单体蓄电池，会使得电池的容量下降，内阻增加，导致这些单体蓄电池早期损坏，研究表明，在对一组蓄电池进行充电的过程中，中间的那一节蓄电池往往是最早损坏的，这会影响到整组蓄电池性能的充分发挥，为了延长蓄电池组的使用寿命，必须使所有的蓄电池均保持在同样的充放电深度，即需对蓄电池组进行均衡充电、均衡放电。

[0004] 三、发明内容

[0005] 本发明的目的是要解决上述现有蓄电池充电、放电技术的不足，提供一种对单体蓄电池中的每一组单体电池都进行均衡充电、均衡放电的均衡充电能量块，从而保证单体蓄电池中的每一组电池同步老化，内阻同步增加，达到延长电池使用寿命的目的，具有蓄电池自动增加硫酸同时自动检测酸碱度、调节电解液酸碱度，蓄电池自动液位控制(如果电解液不够，会自动加电解液)，蓄电池巡回检测电路，充电主动修复蓄电池电路，延长蓄电池的使用寿命(降低老化时间)等特点。

[0006] 本发明的目的是采用如下方案实现的：一种均衡充电能量块，它包括单体蓄电池、能量块盒和均衡充电、均衡放电装置，其特点是：所述能量块盒设置有四个电池槽，电池槽内装置单体蓄电池，在能量块盒上设置有充电插头，且能量块盒上还有盖子；所述均衡充电、均衡放电装置包括设置在能量块盒上的水泵、与水泵和四个单体蓄电池连通的循环水管、在单体蓄电池内部的虹吸管、在电池槽内的酸碱度自动检测传感器、靠着电池槽内壁上的浮子式干簧管液位开关、在电池槽下方与电池可连通的放电电极、在电解液槽侧边且靠近能量块盒内壁的自动修复仪、在电池槽之间能量块盒中部并排着的两个电解液槽、竖直装入两个电解液槽内成U型的3个U型散热管、在U型散热管上的散热片、 以及在两个电解液槽之间的用来冷却电解液的两个风扇。

[0007] 上述能量块盒内设置有电池槽，用来装置单体蓄电池，且在能量块盒上有盖子，能量块盒上设置有与单体蓄电池电源连通的充电插头，在能量块盒侧壁上设置有水泵，用来抽取电解液。

[0008] 上述单体蓄电池装置在电池槽内，分别编号为单体蓄电池A、单体蓄电池B、单体蓄电池C、单体蓄电池D，在充电时，这四块电池采用并联的结构(现在通常是对串在一起的四组电池进行充电)，用四个完全一样的充电电路分别对四块并联电池同时进行充电，这样并联充电时其内阻是均衡增大，不会存在象串联充电时有的蓄电池充满，有的蓄电池没有充满的现象，从而使每个蓄电池同时充满，进而沿长蓄耟池使用寿命。

[0009] 在放电时，通过放电电极放电，将四块单体蓄电池串联进行循环放电，使得每块单体蓄电池都有从头到尾排列的机会，每放一次电都重新进行一次排列组合，保证每种组合顺序进行循环放电，达到单体蓄电池放电时内阻均衡增大，不管蓄电池有多少个都按这个串联循环排列方法去组合，比如第一次组合是A、B、C、D，则第二种组合是B、A、C、D，以此类推。

[0010] 上述每块单体蓄电池内部装有一根虹吸管，且虹吸管与电解液槽连通，防止液体间相互流通而短路。

[0011] 上述酸碱度自动检测传感器设置在装在电池槽内的蓄电池内，可以自动检测电解液的酸碱度，并能根据电解液的液位自动添加电解液和溢出电解液，从而自动调节电解液的酸碱度。

[0012] 上述浮子式干簧管液位开关装置在电池槽内壁上，用来测量蓄电池液位，而循环水管则把水泵和四个单体蓄电池连通，当液位上升时，高液位干簧管接通；当液位下降时，低液位干簧管接通；用单片机的两个I/O口配以相应的电路分别检测这两个开关信号，实现液位上、下限的监测，而液位自动控制是通过检测单片机处理后的数据控制水泵的阀门的开启与关闭来控制液位高低的，若单片机检测到液位下降到液位下限时，水泵抽取电解液，通过循环水管给每个蓄电池添加电解液，直到单片机检测到液位上升到液位上限时，关闭水泵的阀门，水泵停止抽取电解液，循环水管停止加入电解液，且电解液的冷却是用热泵技术和冷却风扇自动冷却。

[0013] 上述电解液槽设置在两个电池槽之间、能量块盒中部、且与虹吸管连通，冷却风扇则装置在两个电解液槽之间，三个U型散热管均成U型装入两个电解液槽内，且在U型散热管上装上一些散热片，用来对U型散热管内的超导液进行降温，所述电解液槽用来装置在电池内部循环流动的电解液，所述U型散热 管用来装置对蓄电池降温的超导液，风扇则是对流入电解液槽内的电解液进行冷却。

[0014] 上述自动修复仪设置在电解液槽侧边且靠近能量块盒内壁，用来对蓄电池极板进行修理，将蓄电池极板接到自动修复仪上就可以对蓄电池极板进行修复，且在蓄电池上面盖上遮挡物，防止灰尘落入铅酸蓄电池内部。

[0015] 本发明采用上述方案的有益效果是：1)在充电时采取并联的结构，对每个蓄电池进行单独、同时、均衡的充电，在放电时是采取串联结构，让每个蓄电池巡回放电，从而达到均衡放电的目的；2)蓄电池充放电电路是利用均衡充放电电路的设计，解决了现在串联安装蓄电池在充电、放电过程中因每个蓄电池所受电流量不一样而使每一个单体电池内阻增大不一致的问题，沿长了蓄电池的使用寿命；3)酸碱度自动检测系统可以自动检测电解液的酸碱度，并能根据电解液的液位自动添加电解液和溢出电解液，从而自动调节电解液的酸碱度；4)运用了热棒冷却的原理，解决了蓄电池充电及使用过程中的发热问题，保证了蓄电池及时散热；5)蓄电池液位自动控制系统是用浮子式干簧管液位开关，所采取的一系列措施能够促使蓄电池内阻均衡增大、酸碱度自动平衡等，从而整体沿长智能蓄电池能量组合块使用寿命。

[0016] 四、附图说明

[0017] 图1是本发明均衡充电能量块的立体结构示意图；

[0018] 图2是本发明均衡充电能量块的主视图；

[0019] 图3是本发明均衡充电能量块图2中A-A的主剖视图；

[0020] 图4是本发明均衡充电能量块单体蓄电池的立体图；

[0021] 对各幅附图中的标号说明如下：

[0022] 1-盖子；2-能量块盒；3-充电插头；4-电池槽；4a-单体蓄电池A；4b-单体蓄电池B；4c-单体蓄电池C；4d-单体蓄电池D；5-水泵；6-循环水管；7-虹吸管；8-酸碱度自动检测传感器；9-浮子式干簧管液位开关；10-放电电极；11-自动修复仪；12-U型散热管；13-电解液槽；14-风扇；15-散热片。

[0023] 五、具体实施方式

[0024] 下面结合附图对本发明均衡充电能量块的具体实施方式作详细描述。 [0025] 如图1、2、3所示，为本发明均衡充电能量块的结构图，即一种均衡充电能量块，它包括单体蓄电池(4a、4b、4c、4d)、能量块盒2和均衡充电、均衡放电装置，其特点是：所述能量块盒2设置有四个电池槽4，电池槽4内可装置单体蓄电池(4a、4b、4c、4d)，在能量块盒2上设置有充电插头3，且能量块盒 2上还有盖子1；所述均衡充电、均衡放电装置包括设置在能量块盒2上的水泵5、与水泵5和四个单体蓄电池(4a、4b、4c、4d)连通的循环水管6、在单体蓄电池(4a、4b、4c、4d)内部的虹吸管7、在电池槽4内的酸碱度自动检测传感器8、靠着电池槽4内壁上的浮子式干簧管液位开关9、在电池槽4下方与电池可连通的放电电极10、在电解液槽13侧边且靠近能量块盒2内壁的自动修复仪11、在电池槽4之间能量块盒2中部并排着的两个电解液槽13、竖直装入两个电解液槽13内成U型的3个U型散热管12、在U型散热管12上的散热片15、以及在两个电解液槽13之间的用来冷却电解液的两个风扇14。

[0026] 如图2所示，能量块盒2内设置有电池槽4，用来装置单体蓄电池(4a、4b、4c、4d)，且在能量块盒2上有盖子1，能量块盒2上设置有与单体蓄电池(4a、4b、4c、4d)电源连通的充电插头3，在能量块盒2侧壁上设置有水泵5，用来抽取电解液。

[0027] 如图2所示，单体蓄电池(4a、4b、4c、4d)装置在电池槽4内，分别编号为单体蓄电池A4a、单体蓄电池B4b、单体蓄电池C4c、单体蓄电池D4d，在充电时，这四块电池采用并联的结构(现在通常是对串在一起的四组电池进行充电)，用四个完全一样的充电电路分别对四块并联的电池同时进行充电，这样并联充电时其内阻是均衡增大，不会存在象串联充电时有的蓄电池充满，有的蓄电池没有充满的现象，从而使每个蓄电池同时充满，进而沿长蓄耟池使用寿命。

[0028] 在放电时，通过放电电极10放电，将四块单体蓄电池(4a、4b、4c、4d)串联进行循环放电，使得每块单体蓄电池(4a、4b、4c、4d)都有从头到尾排列的机会，每放一次电都重新进行一次排列组合，保证每种组合顺序进行循环放电，达到单体蓄电池(4a、4b、4c、4d)放电时内阻均衡增大，不管蓄电池有多少个都按这个串联循环排列方法去组合，比如第一次组合是A、B、C、D，则第二种组合是B、A、C、D，以此类推。

[0029] 每块单体蓄电池(4a、4b、4c、4d)内部装有一根虹吸管7，且虹吸管7与电解液槽13连通，防止液体间相互流通而短路。

[0030] 如图4所示，酸碱度自动检测传感器8设置在装在电池槽4内的单体蓄电池(4a、4b、4c、4d)内，可以自动检测电解液的酸碱度，并能根据电解液的液位自动添加电解液和溢出电解液，从而自动调节电解液的酸碱度。

[0031] 浮子式干簧管液位开关9装置在电池槽4内壁上，用来测量蓄电池液位，而循环水管6则把水泵5和四个单体蓄电池(4a、4b、4c、4d)连通，当液位上升时，高液位干簧管接通；当液位下降时，低液位干簧管接通；用单片机的两个I/O口配以相应的电路分别检测这两个开关信号，实现液位上、下限的监测，而液位自动控制是通过检测单片机处理后的数据控制水泵5的阀门的开启与关闭来控制液位高低的，若单片机检测到液位下降到液位下限时，水泵5抽取电解液，通过循环水管6给每个蓄电池添加电解液，直到单片机检测到液位上升到液位上限时，关闭水泵5的阀门，水泵5停止抽取电解液，循环水管6停止加入电解液，且电解液的冷却是用热泵技术和冷却风扇自动冷却。

[0032] 如图2、3所示，电解液槽13设置在两个电池槽4之间、能量块盒2中部、且与虹吸管7连通，冷却风扇14则装置在两个电解液槽13之间，三个U型散热管12均成U型装入两个电解液槽13内，且在U 型散热管12上装上一些散热片15，用来对U型散热管12内的超导液进行降温，所述电解液槽13用来装置在电池内部循环流动的电解液，所述U型散热管12用来装置对蓄电池降温的超导液，风扇14则是对流入电解液槽13内的电解液进行冷却；

[0033] 如图2所示，自动修复仪11设置在电解液槽13侧边且靠近能量块盒2内壁，用来对蓄电池极板进行修理，将蓄电池极板接到自动修复仪11上就可以对蓄电池进行修复，且在蓄电池上面要盖上遮挡物，防止灰尘落入铅酸蓄电池内部，将蓄电池自动修复仪11的输出线(两台XP12D型修复仪共有18路输出线，可同时修复18个铅酸蓄电池)连接得到被修复铅酸蓄电池的正、负极端子上，用红色鱼夹接铅酸蓄电池的正极极柱，黑色鱼夹接蓄电池的负极极柱，在接线前应将自动修复仪11的电源开关和输出开关置于关闭状态，检查连线极性正确无误之后，接通电源，依次打开总电源开关和对应的输出开关，相应的绿色指示灯应该点亮。如果有异常情况，应检查极性和线路是否接错或接触不良，以及自动修复仪11保险管的熔体是否熔断等，蓄电池极板的修复处理约需连续进行24h以上，在修复处理期间，蓄电池的电解液会略有减少，应随时添加补充液使其保持在正常水平，蓄电池极板修复后，应先关闭自动修复仪11对应路电源，然后才可以断开蓄电池的连接线。