具有阻尼功能的酸堿共振電池裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種將酸性二次電堆組與堿性電堆組以電性并聯(lián)連接的方式組成的具有阻尼功能的酸堿共振二次電池裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電堆(cell)是構(gòu)成電池的基本單元。二次電堆依照電解液種類的不同可分為酸性電池與堿性電池。所述酸性電池的電解液可以是硫酸水溶液，例如鉛酸電池。所述鉛酸電池的體積大、重量重、有污染問題、氧化還原反應(yīng)慢，已被一種磷酸鋰鐵電池所取代。所述酸性二次電堆儲存電流型態(tài)的電能，當(dāng)放電到電流為零(I = O)時，電池就會損壞。
[0003]所述堿性二次電堆的電解液是以氫氧化鉀水溶液為主，例如:堿性鋅錳電池、鎘鎳電池、氫鎳電池。所述堿性二次電堆儲存電壓型態(tài)的電能，當(dāng)放電到電壓為零(V = 0，一般電壓放電到1.0V以下，電池就失效，無法再放電)時，電池就會損壞。堿性二次電堆必須用相當(dāng)小的電流充電，往往需要超過24小時的時間才能充滿，而且可再充電的次數(shù)不多，使用不便。所述堿性二次電堆在充電、放電的過程中容易發(fā)生升溫現(xiàn)象。
[0004]使用二次電堆為電源的電器設(shè)備中都設(shè)置有電池管理系統(tǒng)(Battery ManagementSystem，簡稱BMS)，用于對電池進(jìn)行管理。電池管理系統(tǒng)(BMS)通常具有測量電池電壓的功能，防止或避免電池過放電、過充電、溫度過高等異常狀況出現(xiàn)。某一電氣設(shè)備中的電源為多個并聯(lián)的二次電堆，且在該電池管理系統(tǒng)(BMS)偵測出只有其中一個二次電堆的電壓不足時，整個電池裝置就會停止供電。對消費者而言，無法理解為何電池明明儲存有電能，卻無法放電，而且有可能會造成負(fù)載端宕機。此種負(fù)載端機具的宕機有時會造成危險，例如會造成行駛中的電動車忽然失去電力。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的主要目的在于提供一種具有阻尼功能的酸堿共振電池裝置，其可由多個相同的電池電堆(cell)串/并聯(lián)組成，其中每一個電池電堆內(nèi)部具有自體共振的阻尼效應(yīng)，以達(dá)到快充、快放的目的。
[0006]本實用新型的再一目的在于提供一種具有阻尼功能的酸堿共振電池裝置，其具有內(nèi)部電位自動平衡的作用，從而無須使用電池管理系統(tǒng)(BMS)。
[0007]本實用新型提供一種具有阻尼功能的酸堿共振電池裝置由多個相同的電池電堆(cell)串/并聯(lián)組成。每一電池電堆包含有一酸性二次電堆組和一堿性二次電堆組。通過該酸性二次電堆組與該堿性二次電堆組之間的共振作用自動達(dá)到電位平衡，利于充電與放電。
[0008]所述該酸性二次電堆組包含至少一個酸性二次電堆。所述堿性二次電堆組包含至少一個堿性二次電堆，各堿性二次電堆之間為串聯(lián)連接。該酸性二次電堆組與該一堿性二次電堆組之間為并聯(lián)連接。該酸性二次電堆組的電位接近或等于該堿性二次電堆組的電位，且該酸性二次電堆組的容量接近或等于該堿性二次電堆組的容量，從而能夠令該酸性二次電堆組與該堿性二次電堆組之間產(chǎn)生共振的阻尼作用。
[0009]在本實用新型的一實施例中，所述酸性二次電堆可以是磷酸鋰鐵酸性二次電池。
[0010]在本實用新型的一實施例中，所述堿性二次電堆可以是鋅鎳堿性二次電池。
[0011]所述酸性二次電堆組中的各酸性二次電堆可以通過并聯(lián)連接的方式來提高容量。所述堿性二次電堆組的各堿性二次電堆可以通過串聯(lián)連接的方式來提高容量。
[0012]在本實用新型的一實施例中，該酸性二次電堆組由一個電位為3.3?3.4V的酸性二次電堆組成；該堿性二次電堆組由兩個電位為1.6?1.8V的堿性二次電堆組成；該酸性二次電堆的容量為該堿性二次電堆的容量的90?110%。
[0013]在本實用新型的一實施例中，該酸性二次電堆組由兩個電位為3.2?3.6V的酸性二次電堆并聯(lián)連接組成；該堿性二次電堆組由兩個電位為1.6?1.8V的堿性二次電堆組成；該酸性二次電堆的容量為該堿性二次電堆的容量的45?55%。
[0014]本實用新型還提供了另一種具有阻尼功能的酸堿共振電池裝置，其包含一酸性二次電堆組和一堿性二次電堆組；該酸性二次電堆組包含至少一個酸性二次電堆；該堿性二次電堆組包含至少一個堿性二次電堆，各堿性二次電堆之間為串聯(lián)連接；該酸性二次電堆組與該一堿性二次電堆組之間為并聯(lián)連接；該酸性二次電堆組的電位為該堿性二次電堆組的電位的90?110%;該酸性二次電堆組的容量為該堿性二次電堆組的容量的90?110%;則該酸性二次電堆組與該堿性二次電堆組之間因電位平衡關(guān)系產(chǎn)生共振的阻尼作用。
[0015]在本實用新型的一實施例中，該酸性二次電堆為磷酸鋰鐵酸性二次電堆電池。
[0016]在本實用新型的一實施例中，該堿性二次電堆為鋅鎳堿性二次電堆電池。
[0017]在本實用新型的一實施例中，該酸性二次電堆組由一個電位為3.2?3.6V的酸性二次電堆組成；該堿性二次電堆組由兩個電位為1.6?1.8V的堿性二次電堆組成；該酸性二次電堆的容量為該堿性二次電堆的容量90?110%。
[0018]在本實用新型的一實施例中，該酸性二次電堆組由兩個電位為3.2?3.6V的酸性二次電堆并聯(lián)連接組成；該堿性二次電堆組由兩個電位為1.6?1.8V的堿性二次電堆組成；該酸性二次電堆的容量為該堿性二次電堆的容量的45?55%。
[0019]本實用新型提供的具有阻尼功能的酸堿共振電池裝置通過酸性二次電堆組與堿性二次電堆組之間的共振阻尼效應(yīng)實現(xiàn)了以下有益效果:
[0020]1.可令該酸性二次電堆組與堿性二次電堆組之間自動達(dá)到電位平衡，無須設(shè)置電池管理系統(tǒng)(BMS)。
[0021]2.該酸性二次電堆組與堿性二次電堆組之間的內(nèi)阻低，不會發(fā)生溫度升高的情形，穩(wěn)定性高。
[0022]3.可通過多組電池電堆的串/并聯(lián)組成的電池裝置10來提升儲能電壓與放電電流，更能構(gòu)成多組充、放電路徑，以提升充、放電速度。
【附圖說明】
[0023]圖1為本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖2為圖1所示實施例中電池電堆的結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖3為阻尼充電裝置對圖1所示實施例進(jìn)行充電的電路方塊圖；
[0026]圖4為本實用新型第二實施例的結(jié)構(gòu)圖；
[0027]圖5為圖4所示實施例中電池電堆的結(jié)構(gòu)圖。
[0028]附圖標(biāo)記說明:10_電池裝置；11_電池電堆；12_酸性二次電堆組；121_酸性二次電堆；122_酸性二次電堆；13_堿性二次電堆組；131-堿性二次電堆；132_堿性二次電堆；20-充電裝置；21_電源輸出裝置；22_控制電路；23_阻尼電感；24_高頻振蕩開關(guān)；30_電能產(chǎn)生裝置；40-負(fù)載。
【具體實施方式】
[0029]如圖1、圖2所示。本實用新型提供的具有阻尼功能的酸堿共振電池裝置10由多個相同的電池電堆ll(cell)串/并聯(lián)組成。每一電池電堆11包含一酸性二次電堆組12和一堿性二次電堆組13。該酸性二次電堆組12與該堿性二次電堆組13之間為電性并聯(lián)連接。
[0030]所述酸性二次電堆組12包含至少一個酸性二次電堆121。所述堿性二次電堆組13包含至少一個堿性二次電堆131，各堿性二次電堆131之間為串聯(lián)連接。該酸性二次電堆組12與該一堿性二次電堆組13之間為電性并聯(lián)連接。該酸性二次電堆組12的電位接近或等于該堿性二次電堆組13的電位。其接近程度以該酸性二次電堆組12的電位為該堿性二次電堆組13的電位的90?110%為較佳。當(dāng)該酸性二次電堆組12的電位等于該堿性二次電堆組13的電位時，可達(dá)到最好的實施效果。就一般市售酸性二次電堆121的電位約為3.3?3.4V，堿性二次電堆131的電位約為1.8V，目前尚無法組合成酸性二次電堆組12的電位等于堿性二次電堆組13的電位的電池裝置10。
[0031]所述該酸性二次電堆121與該堿性二次電堆131的材料不同，進(jìn)而造成二者的能階不同。其中，該酸性二次電堆組12利于儲存電流型態(tài)的電能，該堿性二次電堆組13利于儲存電壓型態(tài)的電能。
[0032]該酸性二次電堆組12的容量接近或等于該二堿性二次電堆組13的容量。其接近程度以該酸性二次電堆組的容量為該堿性二次電堆組的容量的90?110%為較佳。當(dāng)該酸性二次電堆組12的容量等于該二堿性二次電堆組13的容量時，可達(dá)到最好的實施效果。但電池121、131的實際容量是指電池121、131所容納的功(W)。功(W)=電壓(V) X電流
(I)X時間(T)，所以不易令該酸性二次電堆組12的實際功容量等于該二堿性二次電堆組13的實際功容量。
[0033]因為該酸性二次電堆12與該堿性二次電堆13的能階不同，以及該酸性二次電堆組12與該堿性二次電堆組13之間必須達(dá)到電位完全相等的平衡關(guān)系，令該電池電堆11在充電、放電過程中，該酸性二次電堆組12與堿性二次電堆組13之間所造成的瞬間電壓失衡(有較大的電壓差別)，則瞬間電位偏高的該堿性二次電堆組13自