专利名称：电池切换装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种切换装置，特别是一种用于串联电池组的电池切换装置。
随着电子信息技术的快速发展，确保各类电子信息设备的不间断供电日显重要。因此，作为电子信息设备保护利之一的不间断电源也得到了大力发展和推广应用。目前，在已使用的大多数不间断电源中，多采用几节至几十节电池串联连接，作为不间断电源的备用电源。一旦交流市电供电中断，不间断电源就依靠这种串联的电池组所储存的能量，继续为各种电子设备供电。
由于目前使用的电池大多为密封式电池，其内部的状况是看不见、摸不着的。在长期使用过程中，如果这些电池组中的某块电池的品质变坏，而不间断电源的使用者又没有及时发现并更换这些电池，一旦交流市电供电中断，不间断电源转由电池组供电时，这种品质变坏的电池会很快损坏，无法提供电流输出，继而造成整个串联电池组供电的崩溃，使不间断电源迅速停机。这种现象在各地时有发生，往往给不间断电源的使用者造成大量的数据丢失和经济损失。
本发明的目的是提供一种避免因某块或少数儿块电池损坏而造成整个电池组供电崩溃的电池切换装置。
本发明的目的是这样实现的在串联的电池组中将电池分为m节，接入m只双掷开关，开关的一个触点与一节电池的一端相连接，开关的另一个触点与该节电池的另一端相连接，开关的转换端用于串联连接；当串联电池组中的任意一节电池(Bn)正常工作时，开关(Kn)将该节电池串连在电池组内；当串联电池组中的任意一节电池(Bn)不能正常工作时，开关(Kn)切换动作，将该节电池不串连在电池组内；由双掷开关(Kn)连接的一节电池(Bn)是由若干个单体电池串联组成的，串联单体电池的数量(i)大于或等于1。
采用本发明的电池切换装置后，就可以在电池组供电的过程中，迅速剔除发生故障的一节或少数几节电池，有效地避免串联电池组发生供电崩溃的事故，大大提高不间断电源的可靠性，使电子信息行业内，使用不间断电源的众多用户得到更可靠的供电保障，因而具有明显的技术进步。
下面结合附图详述本发明。
图1为本发明组成原理框图。
图2为本发明另一种连接方法的组成原理框图，其工作原理与图1所示基本相同。
图3为本发明实施例1的电路组成原理图。
图4为本发明实施例2的电路组成原理图。
图1中，在串联的电池组中将电池分为m节，接入m只双掷开关，开关的一个触点与一节电池的一端相连接，开关的另一个触点与该节电池的另一端相连接，开关的转换端(也称为公共端)用于串联连接；当串联电池电组中的任意一节电池(Bn)正常工作时，开关将该节电池串连在电池组内；当串联电池组中的任意一节电池(Bn)不能正常工作时，开关(Kn)切换动作，将该节电池不串连在电池组内；由双掷开关(Kn)连接的一节电池(Bn)是由若干个单体电池串联组成的，串联单体电池的数量(i)大于或等于1。每节电池能否正常工作由电池B1至Bm的电压监测电路实时监测，当发现某节电池工作不正常时，迅速向开关K1至Km的控制电路发出信息，由控制电路控制相应的双掷开关切换动作，将不能正常工作的电池剔除串联电池组。
图1中，一节电池(Bn)是电池组m节电池中的任意一节，且m≥n≥1，一节电池(Bn)是由苦干个单体电池串联组成，每一个单体电池输出电压的标称值为2V，例如一只12V的电池其内部是由6个单体电池相串连组成的，一只6V的电池其内部是由3个单体电池相串连组成的，而1只2V的电池本身就是1个单体电池。
当电池组的输出电压确定之后，就可以选定电池的节数(m)，并配置相应的电压监测电路和开关控制电路。举例说明如下，如输出电压为288V，可以选择电池节数m＝24，则每节电池的电压为12V，每节电池需要串联的单体电池数量i＝6，根据电池供货情况，每节电池可以采用1块12V电池，或2块6V电池串联，还可采用6块2V电池串联。电池节数的选择对整个电池组的性能影响很大，节数选的小，则每节电池的电压较大，其优点是所需要的双掷开关和电池电压监测电路及开关控制电路的数量都相应地减少，电路的可靠性会提高，成本降低；缺点是每节串联的单体电池数量(i)较大，当某一节的单体电池中有一只单体电池损坏时，该节电池的供电就会出现故障，在这一节中i-1个没有损坏的单体电池会与这一只损坏的单体电池被开关(Kn)切换动作时一同剔除，因此储存的电能损失较大，开关(Kn)切换动作时产生的电压波动也较大。如果节数选的大，则情况正好与前述相反，所以电池的节数一定要依实际情况综合分析之后确定。
图3中，VB+为串联电池组输出电压的高电平端，VB为其低电平端，C为储能电容，用于双掷开关(Kn)切换动作的瞬间维持输出电的压稳定；B1至Bm共m节电池，每节由i个串联的单体电池组成；I1-Im为光电集成电路，可选TLP521型；U1-Um为R-S触发器，可选CC4043型；T1-Tm为NPN开关三极管，可选C9013或C2655型；K1-Km可选双掷电磁继电器开关，当电池组输出电流较小时，可选JSM型，工作电流较大时，可选CB型；D1-Dm可选用IN4001型；VK为供电电源，可选+9V或+12V；G为低电平公共端。由于每一节电池电压监测电路和开关控制电路都是相同的，故图中只绘出了与B1和Bm相关的电路，省略了与B2至Bm-1相关的电路。现以对第一节电池(B1)的监测和对开关(K1)的控制说明电路的工作原理当B1工作正常时，其输出电压较高，该电压经R1a加到I1的一次侧，使I1的二次侧导通，输出低电平，加到U1的置位端(S)，由于U1无置位信号，输出端(Q)为低电平，T1截止，继电器开关K1没被加电，其转换端与常闭触点相连接，B1被串连在电池组内；当B1工作不正常时，其输出电压减小，使I1的一次侧发光二极管不能正常发光，则其二次侧截止，输出高电平，向U1发出置位信号，U1输出端Q输出高电平，T1导通，K1被加电，并产生切换动作，转换端与常开触点相连接，B1被剔除串联电池组。U1的R端为复位端，E端为控制端，可以通过施加电信号VR和VE改变U1的输出状态，从而改变开关K1的工作状态，这使得对电路的控制变得更加方便和灵活。
图4所示的电路与图3相比，对I1-Im一次侧的连接方法了调整，省略了R-S触发器，增加了三极管T1b-Tmb和基极电阻R1C-RmC，仍以第一节电池(B1)及其监测和控制电路来说明其电工作原理当B1工作正常时，I1二次侧输出低电平，T1a截止，K1不动作，B1被串连在电池组内；B1工作不正常时，I1二次侧输出高电平，T1a导通，K1切换动作，B1被剔除串联电池组，T1b和R1C组成复位电路，通过施加电信号VR，使T1a截止，K1复位。
权利要求
1.一种电池切换装置，其特征是在串联的电池组中将电池分为m节，接入m只双掷开关，开关的一个触点与一节电池的一端相连接，开关的另一个触点与该节电池的另一端相连接，开关的转换端用于串联连接；当串联电池组中的任意一节电池(Bn)正常工作时，开关(Kn)将该节电池串连在电池组内；当串联电池组中的任意一节电池(Bn)不能正常工作时，开关(Kn)切换动作，将该节电池不串连在电池组内；由双掷开关(Kn)连接的一节电池(Bn)是由若干个单体电池串联组成的，串联单体电池的数量(i)大于或等于1。
全文摘要
本发明公开了一种用于串联电池组的电池切换装置，它通过接入双掷开关，将工作正常的电池串连在电池组内，将工作不正常的电池剔除电池组，继续维持电池组的供电。它可以有效地避免因一节或少数几节电池故障而造成整个串联电池组供电崩溃的事故，它电路结构简单，生产成本低，运行可靠性高，适宜被广泛地使用于各类不间断供电电源之中。
文档编号H01M2/20GK1399360SQ0210934
公开日2003年2月26日 申请日期2002年3月23日 优先权日2002年3月23日
发明者孙康, 孙宝库 申请人:孙康