電池模塊及串聯(lián)電池模塊的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電池模塊及串聯(lián)電池模塊的方法，主要內(nèi)容為：電池模塊通過(guò)與電池總線正端、電池總線負(fù)端和電池開(kāi)機(jī)總線相連為外部模塊和自身提供電源，包括：第一至第四二極管、第一開(kāi)關(guān)、負(fù)載和電池組，以及第一至第六接口，所述電池組的負(fù)極通過(guò)第六接口與電池總線負(fù)端相連，并同時(shí)通過(guò)第四二極管與負(fù)載的負(fù)端相連，負(fù)載的負(fù)端通過(guò)第五接口與電池總線負(fù)端相連。由于在負(fù)載的負(fù)端和電池組的負(fù)極之間增加了具有反向截止特性的第四二極管，以及將負(fù)載的負(fù)端和電源總線負(fù)端之間增加了導(dǎo)線，使得多個(gè)電池模塊串聯(lián)時(shí)，各電池模塊均僅從電池總線取電，各個(gè)電池模塊的放電電流完全一致，避免了電池模塊壽命的降低。
【專利說(shuō)明】電池模塊及串聯(lián)電池模塊的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及不間斷電源(Uninterruptible Power Supply,UPS)【技術(shù)領(lǐng)域】,尤其涉及電池模塊及串聯(lián)電池模塊的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在模塊化UPS設(shè)計(jì)中，往往配備了智能化的電池模塊，該電池模塊通過(guò)將自身內(nèi)部的電池組的正負(fù)極相應(yīng)的連接在電池總線正端、電池開(kāi)機(jī)總線和電池總線負(fù)端向自身及外部模塊提供電源，該電池模塊的內(nèi)部的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。
[0003]在圖1中，各二極管左或右的I表示二極管的陽(yáng)極，2表示二極管的陰極，電池組的正極經(jīng)由第一開(kāi)關(guān)SI與電池總線正端相連，電池組的負(fù)極分別與電池總線負(fù)端和負(fù)載(包括控制芯片、驅(qū)動(dòng)電路和檢測(cè)電路等)的負(fù)端相連，同時(shí)電池組的正極經(jīng)由第二開(kāi)關(guān)S2和第一二極管Dl與電池開(kāi)機(jī)總線相連，負(fù)載正端經(jīng)第三二極管D3和電池開(kāi)機(jī)總線相連，負(fù)載正端通過(guò)第二二極管D2與電池總線正端相連。
[0004]圖1所示的電路的工作原理包括三個(gè)階段，分別為:
[0005]第一階段:S2閉合，SI斷開(kāi)，電池模塊首先通過(guò)S2、Dl為電池開(kāi)機(jī)總線提供系統(tǒng)初始化所需的能量(這個(gè)能量比較小，因此S2、D1的功率等級(jí)比較小)，為整個(gè)系統(tǒng)和電池模塊自身的負(fù)載提供初始化所用的電源，待系統(tǒng)和電池模塊初始化完畢之后，進(jìn)入第二階段，也即:準(zhǔn)備開(kāi)啟主功率階段。
[0006]第二階段:S2閉合，SI閉合，電池模塊向電池總線正端提供能量，電池總線為系統(tǒng)提供大功率的電源，待電池總線正端供電穩(wěn)定之后，進(jìn)入第三階段。
[0007]第三階段:S2斷開(kāi)，SI閉合，電池模塊自身的負(fù)載完全由電池總線正端提供能量，至此系統(tǒng)開(kāi)機(jī)完畢。
[0008]在上述圖1所示的電路的基礎(chǔ)上，若在需要將電池模塊串聯(lián)使用的場(chǎng)合，如果將現(xiàn)有的電池模塊串聯(lián)起 來(lái)使用，則如圖2所示(圖2中示例的是將兩個(gè)如圖1所示的電池模塊串聯(lián))，在各個(gè)階段中，電池模塊I和電池模塊2的負(fù)載的取電方式如表(I)所示:
[0009]
【權(quán)利要求】
1.一種電池模塊，其特征在于，所述電池模塊通過(guò)與外部的電池總線正端、電池總線負(fù)端和電池開(kāi)機(jī)總線相連，為外部模塊和自身的負(fù)載提供電源，包括:第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第一開(kāi)關(guān)、負(fù)載和電池組，以及，用于與電池總線正端相連的第一接口和第四接口、用于與電池開(kāi)機(jī)總線相連的第二接口和第三接口、用于與電池總線負(fù)端相連的第五接口和第六接口，其中: 電池組的正極通過(guò)第一開(kāi)關(guān)與第一接口相連； 電池組的正極通過(guò)第一二極管與第二接口相連，所述第一二極管的陽(yáng)極與電池組的正極相連，第一二極管的陰極與第二接口相連； 電池組的負(fù)極與第六接口相連，并且通過(guò)第四二極管與負(fù)載的負(fù)端相連，所述第四二極管的陽(yáng)極與負(fù)載的負(fù)端相連，第四二極管的陰極分別與電池組的負(fù)極和第六接口相連； 負(fù)載的正端通過(guò)第二二極管與第四接口相連，所述第二二極管的陽(yáng)極與第四接口相連，第二二極管的陰極與負(fù)載的正端相連； 負(fù)載的正端通過(guò)第三二極管與第三接口相連，所述第三二極管的陽(yáng)極與第三接口相連，第三二極管的陰極與負(fù)載的正端相連； 負(fù)載的負(fù)端與第五接口相連。
2.如權(quán)利要求1所述的電池模塊，其特征在于，所述電池模塊還包括:第二開(kāi)關(guān)； 所述第二開(kāi)關(guān)連接在電池組的正極與第一二極管之間。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電池模塊，其特征在于，所述電池模塊還包括:第五二極管； 所述第五二極管的陽(yáng)極與第一二極管的陰極相連，所述第五二極管的陰極與負(fù)載的正端相連。
4.如權(quán)利要求2所述的電池模塊，其特征在于，所述第一開(kāi)關(guān)為長(zhǎng)閉型開(kāi)關(guān)，所述第二開(kāi)關(guān)為常開(kāi)型開(kāi)關(guān)。
5.一種電源裝置，其特征在于，所述電源裝置通過(guò)與外部的電池總線正端、電池總線負(fù)端和電池開(kāi)機(jī)總線相連，為外部模塊和自身的負(fù)載提供電源，包括N個(gè)如權(quán)利要求1-4任一所述的電池模塊，所述N大于等于2 ;其中， 第一個(gè)電池模塊的第一接口和第二接口分別與電池總線正端和電池開(kāi)機(jī)總線相連；每一個(gè)電池模塊第三接口、第四接口和第五接口分別與電池開(kāi)機(jī)總線、電池總線正端和電池總線負(fù)端相連；第N個(gè)電池模塊的第六接口與電池總線負(fù)端相連； 除第N個(gè)電池模塊外，每一電池模塊的第六接口與與其串聯(lián)的下一個(gè)電池模塊的第一接口和第二接口相連。
6.一種電源裝置，其特征在于，所述電源裝置通過(guò)與外部的電池總線正端、電池總線負(fù)端和電池開(kāi)機(jī)總線相連，為外部模塊和自身的負(fù)載提供電源，包括一個(gè)現(xiàn)有電池模塊和N-1個(gè)如權(quán)利要求1-4任一所述的電池模塊，所述現(xiàn)有電池模塊包括權(quán)利要求1所述的電池模塊中除第五接口和第四二極管外的所有器件，并且該現(xiàn)有電池模塊的器件間的連接關(guān)系與權(quán)利要求1中的電池模塊中的器件的連接關(guān)系相同，其中: 第一個(gè)電池模塊的第一接口和第二接口分別與電池總線正端和電池開(kāi)機(jī)總線相連；每一個(gè)電池模塊的第三接口、第四接口和第五接口分別與電池開(kāi)機(jī)總線、電池總線正端和電池總線負(fù)端相連；所述現(xiàn)有電池模塊的第三接口、第四接口和第六接口分別與電池開(kāi)機(jī)總線、電池總線正端和電池總線負(fù)端相連； 除第N-1個(gè)電池模塊外，每一電池模塊的第六接口與與其串聯(lián)的下一個(gè)電池模塊的第一接口和第二接口相連； 第N-1個(gè)電池模塊通過(guò)自身的第六接口與所述現(xiàn)有電池模塊的第一接口和第二接口相連。
7.一種應(yīng)用于權(quán)利要求5中的電源裝置的供電方法，其特征在于，所述方法包括: 在初始化階段，電源裝置中包含的各電池模塊將電能通過(guò)第一電池模塊的第二接口和最后一個(gè)電池模塊的第六接口分別輸出至電池開(kāi)機(jī)總線和電池總線負(fù)端，所述各電池模塊通過(guò)各自的第三接口和第五接口從電池開(kāi)機(jī)總線和電池總線負(fù)端取電，外部模塊從電池開(kāi)機(jī)總線和電池總線負(fù)端取電； 在主功率開(kāi)啟階段和穩(wěn)定階段，電源裝置中包含的各電池模塊中的第一開(kāi)關(guān)均閉合，各電池模塊將電能通過(guò)第一電池模塊的第一接口和最后一個(gè)電池模塊的第六接口分別輸出至電池總線正端和電池總線負(fù)端，所述各電池模塊通過(guò)各自的第四接口和第五接口從電池總線正端和電池總線負(fù)端取電,外部模塊從電池總線正端和電池總線負(fù)端取電。
8.一種應(yīng)用于權(quán)利要求6中的電源裝置的供電方法，其特征在于，所述方法包括: 在初始化階段，電源裝置中包含的現(xiàn)有電池模塊和各電池模塊將電能通過(guò)第一電池模塊的第二接口和現(xiàn)有電池模塊的第六接口分別輸出至電池開(kāi)機(jī)總線和電池總線負(fù)端，所述各電池模塊通過(guò)各 自的第三接口和第六接口從電池開(kāi)機(jī)總線和電池總線負(fù)端取電； 在主功率開(kāi)啟階段和穩(wěn)定階段，電源裝置中包含的各電池模塊中的第一開(kāi)關(guān)均閉合，各電池模塊將電能通過(guò)第一電池模塊的第一接口和現(xiàn)有電池模塊的第六接口分別輸出至電池總線正端和電池總線負(fù)端，所述各電池模塊通過(guò)各自的第四接口和第五接口從電池總線正端和電池總線負(fù)端取電，所述現(xiàn)有電池模塊通過(guò)自身的第四接口和第六接口從電池總線正端和電池總線負(fù)端取電；外部模塊從電池總線正端和電池總線負(fù)端取電。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK104037819SQ201310069020
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2013年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月5日
【發(fā)明者】盧軍 申請(qǐng)人:力博特公司