N+x蓄電池組，涉及蓄電池組結(jié)構(gòu)，屬于蓄電池技術(shù)領(lǐng)域。解決了現(xiàn)有蓄電池組存在的由于無法對(duì)電池單體進(jìn)行全面的檢測(cè)和篩選、導(dǎo)致一旦發(fā)現(xiàn)有單體電池出現(xiàn)劣化或失效就必須整組更換全部同組的單體電池、導(dǎo)致巨大浪費(fèi)的問題，以及現(xiàn)有蓄電池組的1+1備用模式存在的占用空間大、備用成本高以及備電能力低的問題。本新型包括N+x個(gè)電池單元和N+x個(gè)投切開關(guān)，每個(gè)投切開關(guān)與一個(gè)電池單元相對(duì)應(yīng)、用于控制所對(duì)應(yīng)的電池單元切除或切入工作電池組，所述工作電池組由任意N個(gè)電池單元通過N個(gè)投切開關(guān)串聯(lián)連接組成。所述投切開關(guān)采用兩個(gè)mosfet功率器件和一個(gè)穩(wěn)壓二極管組成，該穩(wěn)壓二極管與對(duì)應(yīng)的電池單元并聯(lián)連接。本新型適用于蓄電池組的結(jié)構(gòu)的改進(jìn)與設(shè)計(jì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及蓄電池組的電池組結(jié)構(gòu)，屬于蓄電池技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

蓄電池組作為一種電能存儲(chǔ)裝置，由于單體蓄電池提供電壓都遠(yuǎn)小于負(fù)載設(shè)備對(duì)電源電壓的要求，因此必須將其串聯(lián)后以電池組的方式使用。如圖1所示

由于蓄電池組中所有電池單體全部采用直接串聯(lián)結(jié)構(gòu)，因此串聯(lián)電池單體的充放電電流完全相同，全部電池單體同時(shí)實(shí)現(xiàn)同一電流充電和放電。理想情況下，單體電池電壓相等，因此電池組充放電電壓為單體電池電壓*單體電池?cái)?shù)量；但實(shí)際使用環(huán)境中，由于電池單體制造的非一致性和使用環(huán)境的原因，單體電池電壓、容量等特性并不一致，在正常的電池組充放電使用過程中，會(huì)導(dǎo)致部分單體電池出現(xiàn)過充或欠充現(xiàn)象。單體電池長期處于過充或欠充狀態(tài)，一方面會(huì)加劇電池組中單體電池的非一致性，引起其他正常單體電池出現(xiàn)過充或欠充，另一方面會(huì)逐步出現(xiàn)電池劣化問題，并最終導(dǎo)致電池組中全部電池失去存儲(chǔ)電能的能力。

鑒于上述原因，導(dǎo)致了下述兩種情況：

情況一、在電池組實(shí)際使用中，要求用戶必須按時(shí)更換全部電池以保證電池組的電能存儲(chǔ)能力和應(yīng)急供電能力，而且一旦發(fā)現(xiàn)有單體電池出現(xiàn)劣化或失效，由于無法對(duì)電池單體進(jìn)行嚴(yán)格全面的檢測(cè)和篩選出和沒有出現(xiàn)劣化或失效的其他電池高一致性的可替換電池進(jìn)行更換，就必須整組更換全部同組的單體電池，形成巨大的浪費(fèi)。

情況二、在一些使用蓄電池組供電的產(chǎn)品中，為了提高供電的可靠性，避免由于蓄電池組中的任意一個(gè)電池單元出現(xiàn)故障而導(dǎo)致整個(gè)電池組無法正常工作的情況，現(xiàn)有技術(shù)中采用了1+1冗余設(shè)計(jì)的方案來解決，即：在設(shè)備中設(shè)置兩套蓄電池組，所述兩套蓄電池組互為備用的方式來保證任一蓄電池組中出現(xiàn)電池單體故障時(shí)，電池組有足夠的備電放電能力，該種方案也成為1+1備用模式。

上述1+1備用模式存在的主要問題有：1、因?yàn)樵搨溆梅桨感枰獌商纂姵亟M，因此在實(shí)際應(yīng)用需要在設(shè)備中預(yù)留出存放兩套電池組的空間，即：占用空間比較大；2、當(dāng)工作的蓄電池組中任意一個(gè)電池單體出現(xiàn)故障時(shí)，都需要采用另一個(gè)蓄電池組來整體替換，備用成本高；3、由于只有一套備用電池組，因此只允許出現(xiàn)一次故障，備電能力低。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有蓄電池組存在的由于無法對(duì)電池單體進(jìn)行嚴(yán)格全面的檢測(cè)和篩選、導(dǎo)致一旦發(fā)現(xiàn)有單體電池出現(xiàn)劣化或失效就必須整組更換全部同組的單體電池、導(dǎo)致巨大浪費(fèi)的問題，以及現(xiàn)有蓄電池組的1+1備用模式存在的占用空間大、備用成本高以及備電能力低的問題。

本實(shí)用新型所述的N+x蓄電池組包括N+x個(gè)電池單元和N+x個(gè)投切開關(guān)，每個(gè)投切開關(guān)與一個(gè)電池單元相對(duì)應(yīng)、用于控制所對(duì)應(yīng)的電池單元切除或切入工作電池組，所述工作電池組由任意N個(gè)電池單元通過N個(gè)投切開關(guān)串聯(lián)連接組成，其余x個(gè)電池單元為備用電池單元。

上述電池單元是各類可充電的單體電池，也可以是由多個(gè)單體電池串聯(lián)或并聯(lián)組成的小電池組。

用于控制投切開關(guān)的控制單元，也可以設(shè)計(jì)在蓄電池組內(nèi)部，該控制單元用于控制N+x 個(gè)投切開關(guān)的工作狀態(tài)，保證始終有N個(gè)電池單元串聯(lián)連接組成工作電池組。