可转换的双电池系统的制作方法

专利名称：可转换的双电池系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及可再充电的电池系统，特别是用于车辆，它包括主体电池和备份电池。
众所周知，具有主体单元和备份单元的本辆电池系统是通过二极管分开的，以保持备份单元在不使用时处于充电状态，参见美国专利4239839。二极管允许电流从车辆发动机流入备份电池，但防止了备份电池通过包含二极管的电流通路放电。然而，二极管限制了载流量，如果过量电流通过时，具有相对低载流量的二极管可能会熔化。而具有较高额电流的二极管明显会散发出相当大量的热，从而引起了电池环境方面的问题。
由澳大利亚Pacific Dunlop提供的可转换的双电池是由一叠薄平的平行电极板组成的，极板的第一部分是由主体电池组成的，而与第一部分平行相邻的第二部分是由备份电池组成的。两电池是并联构成的，在两电池之间放置一单向二极管，用来防止在不使用期间备份单元的放电。可手动操作开关插入到两电池之间，而与二极管并联，用来在需要使备份单元放电时旁路二极管。如果开关保持闭合状态，备份单元将与主体单元一起放电，这会使起辅助电池作用的备份单元的性能下降。另一方面，当开关断开时，如果电流在备份电池充电期间引入时，二极管可能会被熔断。
具有名称为DELCO POSIPOWER的电力备份电池系统已用于某些1985年的汽车，电池外壳有三个由盖伸出的外部接线柱主体电池正极接线柱;备份(起动)电池正极接线柱;和共同的负极(接地)接线柱。这样车辆需要三根电缆来供给POSIPOWER系统。将备份电池正极接线柱的电缆连接到螺线管上，其中螺线管可以在起动过程中启动。螺线管和起动电路可设置在远离电池外壳的控制箱中，每次点火钥匙转到“起动”位置时，主体电池闭锁螺线管，使备份电池实现与主体电池的并联。当起动过程完成时，螺线管解锁，使备份电池再次隔离。结果，主体电池不能将足够的电力用来激励闭锁的螺线管，位于控制箱内的旁路系统可用手启动来自备份电池的电力。
这些电池系统的性能还不够令人满意，改型的车辆要适应不同尺寸电池外壳，不同的接线柱构形，或远控电路，这通常的花费是很高的。如果采用具有不足载流量的二极管，系统的可靠性可能会被削弱，而在应用高载流量二极管时，由于会产生过热因而要兼顾安全和性能。另外，现公知的双电池结构不允许两电池的配置，其中每个电池可以提供足够的电力以起动车辆，它们容纳在由通常车辆电池外壳所限定的壳体内，并具有设计用来适应通常车辆电缆构型的接线柱位置。
本发明的可转换双电池系统提供一主体电池，它可选择地与备份电池进行电接触，该系统可设置在一外壳内，该外壳具有通常的外部尺寸，并且其中所设置的接线柱可适应通常车辆电缆构型，该外壳具有一系列内壁，用以限定主体和备份电池，和一个分隔壁以使主体和备份电池之间互相隔开。在最佳实施例中，主体电池的各个单元垂直于部分或所有备份电池单元。
按照发明的另一方面，还可在盖内设置一开关，并且开关可包括一可用手操作的致动器，用以选择地建立主体和备份电池的接触。与开关并联的单通二极管防止了在开关打开时备份电池的放电，但允许电流通过二极管以保持备份电池处于充电状态。将一可变电阻与二极管串联设置，用以限制电流的流过量，以及由二极管产生的热量。
在附图中，同样的数码表示同样元件，并且

图1是本发明的双电池透视图，所示的是已除去了开关机构的情况;
图2是图1所示的电池容器的透视图;
图3是图2容器的顶视图，它示出了两组刚性导线连在一起的典型电池单元;
图4是图1所示排气帽的放大截面图;
图5A是按照本发明的跨接片透视图;
图5B是图5A跨接片的顶视图，它示出了电池盖上的开关空腔;
图6是依照本发明开关机构的顶视图;
图7是图6所示开关机构的顶视平面图;
图8A是沿图7中ⅧA-ⅧA线获得的开关机构的截面图;
图8B是沿图7中ⅧB-ⅧB线获得的开关机构端视图;
图9是图1中安装有开关机构的电池顶视平面图;
图10是沿图9中Ⅹ-Ⅹ线获得的除去了排气帽的盖的截面图;
图11是沿图9中Ⅺ-Ⅺ线获得的截面图;
图12A-12C是按照本发明可能的接线柱和电池结构的原理图;
图13是根据本发明的系统电子电路的原理图，示出了电池的放电情况;和图14是图13的电路，示出了电池的再充电情况。
在本发明的可转换备用电池系统的一个实施例中，主体和备份单元均由铅酸电池组成。铅酸电池是由许多设置在容器中的单元组成的，设置在每个单元中的是连续交替的正和负极(板)，在其间还夹有隔板。主体和备份电池的各个单元可适当地包括1.4%铅锑合金(如，1.4%锑)用于正极板的板栅，和1.0%的铅钙合金(如，1.0%钙)用于负极板的板栅。如果需要，主体和备份电池可采用不同的铅合金以包含不同的化学性质，这取决于特殊的电池操作状态和/或所采用的车辆。
对于铅酸电池，不管单元体积多大，伏打电位大约每电池单元2伏。在汽车电池中，由原设备制造商制造的车辆(OEM车辆)典型地需要12伏电池。由此，本发明的每个主体和备份电池最好是由6个电池单元组成(6电池单元×2伏/单元＝12伏)。
所构成的OEM车辆可采用具有通常外壳的电池，如电池的外形尺寸恰好与提供给OEM车辆内的电池置放空间一致。在双电池中，两组6个电池单元必须置放在标准的外壳内，因而对于每个电池来说，每个电池的极板数量被减少，而载流量被增大。由生产观点来看，主体和备份电池的每个电池应具有相同的极板数量。
主体电池应具有足够的冷起动安培(CCA)输出，例如，对于30秒起动周期是525安培，以适应多数的OEM车辆在所设计的电池类别上。由2伏电池产生的电流量是结合了电池内所有极板的表面积的作用，这样，一旦设立了主体电池的CCA，每个主体电池单元合计极板表面积就可以确定。一般说来，电池的充电量不可超过最小电流运载电池单元的充电量(限制电池单元)，因此对于每个电池单元需要具有几乎相同的电流容量(极板表面积)。每个电池单元的板板数量和极板尺寸将取决于相对于主体电池的备份电池的尺寸和设备。另外的设计考虑是车辆操作的环境，少而厚的极板可用于较热气候中，在这种情况下，需要较低的CCA输出，并且对于极板腐蚀的敏感度要大于在较冷的气候中。
包括每个主体和备份电池单元的极板数量和每个主体和备份电池极板的尺寸(高、宽和厚)都必须加以确定。备份电池在其寿命期间承受相对少的循环周期，这样使与通常高循环主体电池有关的相对厚的极板在备份电池中就不那么需要了。
电池生产可以通过制造相同数量的主体和备份电池极板来得到简化。另外，用于每个电池单元的极板总量应当尽量减少，以降低总的费用。例如，每个电池单元可包含6至15个极板，在每个电池的各单元中最好采用包含6个正极和5个负极的极板。
考虑到上述所有的因素，可以发现，在备份电池与主体电池垂直设置时，可以获得主体与备份CCA输出的最佳比。另一方面，主体和备份电池极板可以是平行设置，或是任何其它合适的关系，这样每个电池单元的主体和备份电池的各极板数量连同各极板厚度会产生所需的主体和备份CCA输出。
在本发明的双电池中，术语“备份电池”指的是低循环间歇应用的辅助电池。这里所用的“终端”描述的是位于电池元件端部的而与电池元件相联的电气接触。每个主体和备份电池在其一端均具有正极终端，而在另一端具有负极终端。从电池外壳伸出而与负载连接的终端称作接线柱。每个电池接线柱与一个或多个终端相联，以运载流入或流出电池的电流。
参照附图1-3和9，本发明的可转换双电池101是由设置在外壳10中的主体电池202和备份电池204组成的。外壳10包括盖12和在制造过程中沿线13接合的容器14，如可采用热封装接合。容器14具有一上开口端，并且它通常是矩形的，它包括底壁6、一对延伸的侧壁7、一对短侧壁(端壁)8、分隔壁34和各个主体和备份电池内部单元壁36、40。壁34跨越侧壁7，并将容器划分成主体电池部分11，它包括多个主体电池室(单元)38，和备份电池部分23，它包括多个备份电池单元42。
外壳10适合于采用弹性耐热塑料制成，如聚乙烯，塑料应该是坚固的、轻的、并且能够进行热密封或振动焊接，或可与环氧树脂或溶剂相容。壁34、36、40最好与容器14是一整体，并由相同材料制成。
主体电池元件37可放置在每个电池单元38内，以便同主体电池的电解质进行电化学的相互作用。备份电池元件41相似地放置在每个单元42内。每个元件37、41包括交替连续的正和负极(板)35、31，在其间还夹有隔板(未示出)。
主体电池202可沿中心线20放置，使每个主体电池单元中各主体电池极板35相互平行的放置并与主体电池中心线20垂直。中心线20与外壳10的长轴相一致。备份电池204的单元14是垂直于备份电池中心线22的，备份电池中心线22实质上垂直于主体电池中心线20，主体和备份电池的垂直取向提供了在由电池外壳10确定的矩形外壳内的最优空间利用。
主体电池正接线柱24由盖12的上表面伸出，它是沿纵向边30靠近其一角，以便连接到车辆的正电池电缆上。沿着盖12的相同纵向边30，备份电池的负接线柱26从盖12向上伸出，以连接到负电极电缆上。主体电池的负电池终端28沿盖12的边30放置，但不伸出。相同地，备份电池的正终端32沿盖12的边29设置，也不伸出。
导电母线48将主体电池的负终端28连接到备份电池的负接线柱26上，这样在两电池之间可以建立电接触，并且车辆的电系统通过了接线柱24、26。在母线48、46固定到终端以后，各熔接帽199可密封终端28、32上的盖12，如采用熔焊。
参照图2，3和9-11，容器14通过壁34被划分成两个分离的电池室。相对于壁34的左边，多个薄平的间隔内壁36确定了其间的主电池单元室38。与盖12成整体的各个主体和备份电池的入口52、54在上面放置，并延伸到每个电池单元38、42中，以便于电解液的填充。相对于壁34的右边，备份电池单元壁40同样限定了其间连续的备份电池单元室42，每个备份电池单元壁40与分隔壁34成T形连接。由于两电池通过壁34而隔离，因此，备份电池的电解液可以与主体电池的电解液相同或不同。
在图4和11中，排气帽18包括三个整体的排气盖19，每个排气盖均设置在填充孔入口54上。相邻的盖19是通过在孔21上端接的共同集流管连接的。帽18的构成减少了电解液由电池单元泄漏到环境中的可能性。每个电池单元通过集流管119和孔21而与环境相通，从而防止了电池内导致的过压，例如，由于过充电，或自放电，或温度的变化，会产生气体。防爆保护装置121，如微孔聚乙烯圆板，可安装在孔21附近的最末端盖19上，以防止火焰通过孔21进入电池中。主体电池排气帽16采用相同方式与主体电池入口52结合。
在图9-11中，盖12具有各种电池电子元件模制在其内，在制造盖12以前，每个终端都要连接到导电母线上，以便运载流入或流出终端的电流。特别是，终端32的导电延伸部分270是绕第一母线46的一端形成的，例如可采用将母线的端部放置在模具或模子中，并引入熔化的或软化的铅灌于其中。采用同样方式，终端26的导电延伸部分274是绕第二母线48的一端形成的，并且终端28的延伸部分272是在母线48的另一端形成的。将第三母线50的一端连接到终端24的延伸部分276上，母线50的另一端可放置在开关机构100内，这将在下面讨论。开关100还要接收来自远距离的终端32的母线46的端部，主体电池的负终端28和备份电池的正终端32是置于盖12表面下的凹处。
母线46、48和50适合采用矩形截面，并且最好是由良好的导电材料制成，如铜。由此减小电池内的欧姆损耗，提供给负载以最大的伏打电位。既然铜通常与酸性电解液不相容，可在制造过程中将母线嵌入盖12内使其有利于与电解质环境的隔离，例如，可采用注模工艺。
现参照图1和6-9，放置在盖12上的开关空腔102内而构成的开关100包括可旋转地安装在开关外壳62上可用于操作的开关机构60。另一方面，手动开关机构60可以是拨动开关，按钮或任何其它方便机构，如可远距离操作螺线管或SCR。开关外壳62适合于由连接到盖70的底座部件68组成。弹性O形环72可放置在靠近座68和盖70之间连接处的座68的周围。O形环72可保护开关接触和母线46、50免受污染。座68具有两个对角反向的缺口130、132，该缺口允许在开关机构100安装在盖12内时将各母线46和50的端部连接到开关触点上。
第一和第二的各开关触点64、66设置用来与母线46、50的各端部接合。传动装置78安置在可转动轴76的第一端，而轴的另一端安装在座68上(图8A)。导电板74安装在轴76上而与其转动，板74可滑动地与开关触点64、66接触，从而通过轴76的可允许转动范围来保持板74与触点66的机械和电接触。在74是这样构成，使它只在转换到开关100的位置上时才与触点64接通。手动传动装置78通过安装在其上的外部把手61转到断开位置上时，板74和触点64之间的机械和电接触被断开。
在图6中，靠近母线46、50端部的螺孔80、82允许与开关100的触点64、66相连接。在组装过程中，开关外壳62被嵌入盖12的开关空腔102中，以致使孔65、67与各孔80、82排成一行。座68的缺口130、132允许触点64、66的操作能与母线46、50对齐，螺钉84通过开关外壳盖70的出砂孔94而插入，并相继引导通过孔67、82，并且固定在空腔102(图1)底部的安装孔104中。同样，螺钉86也可引导通过盖70的出砂孔96，并通过孔65、80，固定在盖12的安装孔106中。由此在母线46(和以后的备份电池)和开关100之间，以及在母线50(和以后的主体电池)和开关100之间建立了电接触。
现参照图13，电池101的电路包括与主体电池202并联设置的备份电池204，以便给负载206输送电力，例如，汽车的起动装置。单向电流通路108适合于包括二极管110和过流保护装置112，它可以是可变电阻、多路开关、固态晶体管、可控硅或可选择地限制通过二极管电流的任何装置，最好是，可变电阻112是由正温度系数(PTC)电阻组成，电阻112的电阻率明显随温度的变化而变化，或更进一步来说，由于电阻112随着所通电力的变化而发热，因而它也是电力损耗的函数。包含开关100的旁路电流通路114是与单向电流通路108并联设置，通路108起着保护充电维持电路的作用，该电路允许低水平电流从车辆发动机通入备份电池204上，同时，电路108防止电流反向流动，因而在不应用时维持备份电池204处于充电状态。
图13对应于放电状态，即主体电池202正给车辆供电的状态。在正常的起动状态期间，主体电池202的伏打电位足以给负载206输送充足的电流，这时通路114保持开路，并且二极管110防止了电流由备份电池204流到负载206上，这样在开关114打开时，备份电池204在放电状态期间可有效地与电路隔离。当电池202损耗时，如通过过度的起动周期，或如果在车辆发动机不运转时需要应用车辆辅助设备，旁路通路114可手动转换到闭合位置，由此旁路了定向电流通路108，并且允许将电池104的伏打电位施加到负载206上，在车辆已起动以后，开关114闭合以防止电池204的无意中的损耗。
参照图14，电压源116，如车辆的发动机/交流发电机系统，可安置在输出接线柱两侧提供正电位给电池202和204，由此对其再充电。在充电状态时，当开关114闭合时，电池202、204将同时再充电使得与它们各伏打电位相一致。旁路通路114基本上提供了零电阻，因此没有电流流过定向电流通路108。当旁路通过114断开时，电压源116致使电流流过定向电流通路108使电池204再充电。可变电阻112与二极管110串联以限制流过二极管的电流量。
二极管在有电流流过时会产生很大热量。在电池环境中，由于电池外壳和车辆电缆通常是由塑料或橡胶制成，因此过热源是不希望有的。另外，电解液在一定条件下可能产生挥发性气体，如在自放电期间。因此，需要一种机构以保持二极管110的温度在所需范围内。电阻112可有效地限制通过通路108的电流量，从而减小了在给备份电池提供充足的再充电电流，如0.1-2安培时，由二极管110产生的热。电阻112和二极管110足够小以便安装在盖12的空腔102内。
对电路108所需的电压-电流关系是这样的，其中电流随着电压成线性增加直到预定的阈电压，然后电流随着电压的进一步增加而达到平衡或降低。最好是1.2-1.3伏的阈值范围，其限定电流最大低于1安培。由于车辆电池在车辆运行期间要进行扩充再充电周期，通过通路108的低电流足以给电池104充电。在开关114断开时，通过通路108要保持约0.1-60伏，特别是约0.2-2.5伏的压差。电阻112在低电压水平下具有约0.1至至少5欧姆的阻值，这导致了通过通路108给电池104再充电的电流水平处在约0.1-25安培，特别是0.3-3安培的范围内。
按照本发明的双电池，对于盖部分12的制造可首先采用模制。在塑料注入之前，可将导电连接装置放置在模具内。导电连接装置适合包括母线46、48、50，终端28、32，和接线柱24和26(图1和9-11)。在母线46、48和50的端部构成的各延伸部分270、272、274和276均可封装在各耐腐蚀塑料套管78内(图9)。由氯化聚烯烃制成的套管78保持了母线和导引延伸部分之间的连接，以防与电解液的无意中接触。铜母线比起盖、容器、终端、接线柱和导引延体部分显示出不同的热膨胀特性，由此可允许母线在盖12内自由滑动。
在连接装置嵌入模具以后，可注入塑料使得与所嵌入的连接装置一起形成盖12。容器14适合于采用分离注模法制成。在预定冷却时间以后，将盖从模具中移出，并将高导电跨接条118嵌入开关空腔102中。
参照图5A和5B，跨接条118适合于包括L形板120，它的两端设置有弹性夹122、124，当跨接条118嵌入空腔102时，夹122、124可移动地与母线46、50接合。跨接条118在最初充电期间暂保持了两电池之间的电连接，由此开关机构100不必经过制造工艺便可安装在其它完整电池(图1)内。
跨接条118固定在位置上以后，空腔102可以用防护带覆盖以防碎片进入空腔，在这种情况下，盖可随时与容器接合，通过借助于跨接条118使母线46和50之间形成接触，使得在盖12内形成一完整的电路。
在将盖12与容器14接合前，将电池元件37、41插入主体和备份电池单元38、42中。为了图示的目的，在图3中只示出了两个典型的主体和备份电池元件37、41，然而，可以理解，在装配过程中，元件是设置在每个电池的每个单元内，由此，12个元件放置在容器14的12个单元内。每个元件37、41在两端最好具有正极板，这样每个元件具有奇数板(正和负极)。每个元件37、41最好具有6个正极和5个负极，总共11个极板。
在某一个电池单元内的所有正极板都是并联电连接的，通过由每个正极板伸出的导线形成汇流条。在这一电池单元内的每个负极板同样连接到相同单元的每个其它负极板上，这样由每个单元伸出两个汇流条，一正和一负。每个单元的负汇流条与相邻单元的正汇流条进行刚性连接形成连续的刚性导线连接33、39，并从壁36、40的顶上伸出的。刚性导线连接是通过扭曲、焊接、压平、熔接或将汇流条熔合在一起从而在相邻元件之间建立永久性电流通路。在容器14内制成总共10个连接33、39，每个电池202、204内各5个。
在每个电池一端上的端部单元包括一自由正汇流条，而在电池另一端上的端部单元包括一自由负汇条。它们在盖12通过电阻加热、摩擦焊接、焊枪烧焊、挤压或碾压连接到容器14时，熔接到盖12中相应负和正终端上。最好是，在电池元件放置在电池单元内以后，将汇流条连接到相应终端上，此后通过检修开口可以给由盖12伸出的接线柱24和26及不从盖12伸出的终端28和32提供热。将检修孔盖(烧熔帽)199封装到盖12上，以遮盖各终端28和32。
盖12可采用任何通常方法封接到容器14上，如热封装或振动焊接。然后给电池填充含水电解液。所有12个入口52、54可通过将外壳10浸入电解质水溶液槽中而同时填充。覆盖在空腔102上的保护带保护了空腔内的部件免受酸性电解液的影响。如果各电池采用不同的化学制品时，一组入口可暂时封住，此时其它入口保持敞开以进行二步浸液工艺。
在给电池填充电解液时，就各排气帽16、18固定到盖12上。然后，双电池101象普通电池一样具有两个外部接线柱。跨接条118致使双电池起单一电池作用，因此，电池可按照通常的化成技术化成(最初的充电)。在化成以后，除去跨接条118，并将开关100插入空腔102中。开关触点64、66和各母线46、50可通过导电螺钉84、86连接。
电池外壳10的尺寸、构成和接线柱位置最好与通常的单一电池外壳的相似。接线柱24、26可直接与边30相邻地设置。例如，外壳10的长度(图1中的尺寸A)通常是20.3-30.8cm，特别是26.2cm，相应的宽度(尺寸B)最好是12.7-20.3cm，尤其是17.5cm，高度(尺寸C)是12.7-22.9cm，特别是17.8cm，接线柱26.28的中心距约17.8-27.9cm，特别是22.6cm。这种普通电池外壳内的空间的有效利用使主体电池将超过SAE所推荐的最小CCA输出率供给多数的OEM车辆，如在0℃下为30秒的起动周期，此时允许备份单元提供足够的CCA输出给多个起动周期，其中每个周期是在近似10秒的范围内。
图12A-C示出了按照本发明的另一种电池构型。在图12A中，双电池131适合包括主体电池133，它具有主体正接线柱138和主体负接线柱140。壁136将主体电池133与备份电池134隔开，其中备份电池包括备份正终端142和备份负终端144。母线143将主体正接线柱连接到备份正终端142上。开关146设置在接线柱140和终端144之间，也即主体电池133和备份电池134之间，接线柱138和140通过电池外壳伸出。
在图12B中，双电池150包括备份电池152，它包括备份正终端156和备份负终端158，备份电池152通过壁166与主体电池154分开，主体电池包括主体正接线柱160和主体负接线柱162。母线153将主体正接线柱160连接到备份正终端156上，开关164设置在备份负终端158和主体负接线柱162之间。各主体接线柱160、162从电池150的一侧伸出。在图12A和12B的两个实施例中，主体和备份电池单元是相互平行的，而不是垂直的。
现参照图12C，双电池170适合包括主体电池172，它包括主体电池正终端174和主体电池负终端176，和备份电池178，它包括备份电池的正终端180和备份电池的负终端182。U形分隔壁186将备份和主体电池分开，并且备份电池178的单元端对端地设置在壁186外的U形构形中。母线183连接主体和备份电池各负终端176、182。开关184通过各母线187、189连接到终端174、180上。这种构造具有的距离。这种结构进一步提供了在容器内的矩形空间190，在其中能够安装开关184的机构。
当然，其它结构也是可能的，例如，主体和备份电池可并排使所有电池单元并联设置，或主体电池在备份电池的两则划分成两部分。
本发明的优点在于主体电池能够产生大于400的冷起动安培(CCA)，特别是至少525CCA，并在普通电池外壳内为备份电池提供足够的空间，使之能产生200和400CCA之间，尤其是至少275CCA。这些CCA值是基于设计条件最坏的情况下估计的，并相应于7.2伏的基础电位。将两电池设置在普通外壳内的能力主要是两电池相对定向的作。备份电池相对于主体电池垂直设置削弱了在整体电池的运行中可获得的主体和备份电池之间的电压比，这是最佳实施例。
本发明的双电池可安装在车辆上，并且采用通常方式与电池电缆连接。在主体电池输出太低已不能起动车辆的紧急情况下，操作人员可操作开关到闭合位置，从而引入了与主体电池并联的备份电池，它通过二极管/可变电阻电路来维持完全充电状态。在起动车辆时，操作人员打开开关，以防备份电池的进一步消耗，主体电池在车辆运行期间进行再充电，并且备份电池通过二极管/可变电阻电路以较慢速度也进行再充电。
权利要求
1.一种双电池，包括一个伸长的容器，它具有底壁，多个侧壁，一个开口上端，第一连续的隔有空间的内电池单元壁以规定连续的主体电池单元室，第二连续的内电池单元壁以规定连续的备份电池单元室，和分隔壁以使主体电池单元室与备份电池单元室隔开；一个盖，它可盖在容器上并固定到容器的上开口端；一连续的主体电池元件，每个元件包括多个设置在每个主体电池单元室中的电池极板；第一电池单元间连接装置，用以串联连接每个主体电池元件；一连续的备份电池元件，每个元件包括多个设置在每个备份电池单元室中的电池极板；第二电池单元间电连接装置，用以串联连接每个备份电池元件；一对设置在靠近连续的主体电池单元室两端的主体电池正负终端；一对设置在靠近连续的备份电池单元室两端的备份电池正负终端；电连接装置，用以连接主体和备份电池的负终端，和主体与备份电池的正终端；和一个开关，用以选择地切断电连接装置之一。
2.权利要求1的电池，其中分隔壁与至少部分内电池单元壁接合形成连续的T形。
3.权利要求1或2的电池，其中部分或所有备份电池单元和电池元件基本上垂直于主体电池单元和电池元件。
4.权利要求1、2和3的电池，其中分隔壁和内电池单元壁与容器压制成整体。
5.权利要求1-4的电池，进一步包括充电电路，用以在开关断开时主体电池单元充电的同时给备份电池单元充电，该电路包括一装置，用来限制能够流过充电电路的电流量，充电电路与开关旁路。
6.权利要求5的电池，其中充电电路包括串联连接的二极管和可变电阻，可变电阻的阻值随流过充电电路的电流的增加而增加。
7.权利要求1的电池，其中容器和盖是由塑料制成，并且电连接装置包括嵌于盖内的母线。
8.权利要求1的电池，其中从盖上伸出并靠近其各角用以同汽车电池电缆连接的主体电池的正终端和备份电池的负终端，以及主体电池的负终端和备份电池的正终端可设置在盖内的凹进部分中。
9.权利要求1的电池，其中盖具有一向上开口的空腔，在空腔内安装可更换的开关，电连接包括一对母线，它们可从其各终端延伸到盖的空腔并安装在其中，和开关，它包括一可装在空腔内的外壳，一可手动操作传动装置和电触点，以便在开关处于闭合位置时从一母线传导电流到另一母线。
10.权利要求1-9的电池，其中主体和备份电池是铅酸电池。
11.权利要求10的电池，其中盖可提供有空间间隔的填充孔，用以给每个电池单元填充液体酸性电解质，并且盖还具有排气帽以封闭每个孔，然而可允许排出电池运行期间主体和备份电池单元内产生的气体，其中每个排气帽具火焰消除器，通过排气帽气体必须通过其上的小口排出排气帽。
12.权利要求1-11的电池，其中备份电池单元的极板具有比主体电池单元极板小的表面积。
13.权利要求12的电池，其中容器和盖形成电池外壳，它具有的尺寸约为26.2×17.5×17.8cm，由此主体电池提供大于400冷起动安培，并且备份电池提供200-400冷起动安培。
14.权利要求1的电池，其中分隔壁是U形的，并平行于容器的三侧，因此主体和备份电池中的一个包括端对端相连放置在分隔壁外的U形连续电池单元，另一个包括面对面放置在分隔壁内的连续电池单元，并且主体和备份电池的各正负终端互相贴近地放置在靠近分隔壁的两端。
全文摘要
可转换双电池包括设置在电池外壳内的主体和备份电池。外壳的容器部分具有分隔壁，它可将主体电池单元与备份电池单元隔开。隔有空间的平行内壁规定了主体和备份电池的连续单元，在各单元中放置了电池单元元件。开关可调整由备份电池引入的电力。再充电电路包括二极管和可变电阻，用来限制在再充电期间使电流流入备份电池，也防止了在正常车辆运行期间备份电池的消耗。当主体电池耗尽时，开关动作，以引入与主体电池并联的备份电池。
文档编号H01M2/30GK1049249SQ9010490
公开日1991年2月13日 申请日期1990年6月11日 优先权日1989年6月12日
发明者阿伦·J·克莱宾瑙, 托马斯·J·多尔蒂, 爱德华·N·穆罗特克, 戴维·A·图尔克, 莫里斯·G·米肖 申请人:地球联合有限公司