本帖最后由 xiyuzhimi 于 2016-2-12 16:40 编辑
我于2015年12月11日在21ic中国电子技术论坛上发表一份名为《蓄电池双功能保护器》的专利，后看到很多网友发表的意见多为负面意见，这证明我的表达能力不够，没有将意思表达清楚，现将一些重要的问题做一些补充，希望通过网站的讨论在技术上得到提高。
一、国标GB/Z18333，1-2001规定电动道路车辆用锂离子蓄电池必须装置当串联的电池组中其中某节电池达到充电电压（4、2V）时电池自动停止充电。当放电时某节电池最先低于，（2、25V）电池组自动停止放电。早在2001年以前就用此法在锂离子电池上防止电池电压过高或过低造成车辆起火爆炸的安全问题，本专利经过一些改进，将这项技术由原来只有消除锂电池爆炸的单一功能，又增加了防止过充电和均衡问题两项功能，从而使这项技术得到提升，使蓄电池的性能又有所提高。+ 二、一节12V电池内部是由六块单体电池串接而成，均衡器的传感器只能接在12V的正负两端，无法测各单体电池的电压，不能消除其差异扩大，随着充放电次数的增加，六块单体电池中电量最少的那块，电量差异愈来愈大直至使整节12V电池报废，这是均衡器的先天不足。12V电池装上双功能保护器后其中电量最少的那节电池低于10、75V时，电量还剩5% ，这节中的6只2V单体电池，其中电量最少的那只2V电池与其他5只相比，只要差异不超过5% ，这只单体电池就有剩余电量，即使保护器没有直接对2V单体进行控制，也不会使差异扩大，或扩大得极少。电量差异扩大的曲线形状呈马尾状，电池充放电的初期和中期，电量差异极小，差异增量也极少，对电池也不造成损伤，但至后期进入马尾区，恶性循环使差异增量愈加增大，最后容量最少的电池提前报废。如果有保护器的保护，充放电后差异的增量极少或没有扩大，在整个电池工作的寿命期内，其差异增量因有剩余电量，不会达到马尾区段，因此也就不会产生差异对电池的损伤。
三、一节12V电池在厂内作寿命试验可达400至500次，而实际使用时只有2百至3百次，安装保护器后，其寿命可延长一倍以上，一套四节电池约500元，而保护器仅20余元。这相当给用户每年节省了一套电池的费用，并省掉了换电池的麻烦。目前，我国年产电动自行车数千万辆，都装上保护器后，可为国家节省数十亿元，而生产厂家可得利数亿元。然而保护器用于电动自行车的价值仅是极小的一部份。目前国家正大力发展新能源汽车，估计不久的将来，我国的新能源汽车年产数百万辆。汽车用的电池多达百余节，每节电池都是百余‘‘安时’’ 的大家伙，其管理控制系统肯定特别复杂和昂贵，如果管理系统内加入保护器，系统就简单多了。目前我国空气污染严重，为减少污染必须发展新能源。如日光能和风力能源而这两种能源都不是稳定能源，如日光能源只在白天有，夜晚没有，这就必须用电池将白天的能源存储起来到夜晚用，而特大功率的电池管理系统由于保护器的加入使系统大为间化。就电池种类而言铅电池，镍氢电池，锂电池，还有最新开发的新型电池，只要是二次电池都必须安装它，都能起到成倍延长寿命的作用，从而节省大量的资源和财富，这才是保护器真正价值之所在。
---------------蓄电池双功能保护器
朱平戈
此项目专利申请号：201520755816.5
多节蓄电池串联起来使用时，损害电池最严重的原因之一是过放电和均衡问题。双功能保护器既能防止过放电又能消除均衡问题，有一石两鸟之功效。因电路间单，成本只有最新研制的均衡器成本的数十分之一，其应用范围可扩展至电动自行车这类小功率的电池上去。从而以极少的代价延长电池寿命一倍左右。
过放电：
随着电量的放出，其端电压也随着下降，一节12V电池当电量还剩5%时，端电压已下降至10.75V，如果再继续放电，正极板上的B 氧化铅已极度消耗，露出构成正极板骨架的a氧化铅，a氧化铅与硫酸反应造成骨架软化，其上的活性物质脱落，致电池提前报废。
均衡问题
多节电池串接起来充电时，随着电量的充满，端电压也随之上升，其中电量最少的那节电池最先充满，待整组电池都充满，电量最少的那节电池已过充，过充电使电池内水分变成气态溢出，酸度变浓，容量减少。电池在出厂之前有一道配组工序，将组内各电池参数差异调配得极少，但随着充放次数的增加，损伤愈来愈大差异也更大，形成恶性循环，最后电量最少的那节电池提前报废。在工厂内试验条件下用一节12V电池进行寿命试验可达400---500次，而用户实际使用时只有200—300次，原因正是多节电池串接使用时产生了均衡问题，使得电量最少的那节电池因恶性循环，其差异愈来愈大，最后提前报废。
为了消除均衡问题，国内外学者经过大量研究，终于开发出实用的均衡器。串接的电池组在充放电时均衡器将端电压高的那节电池的电量通过高频转换器移至端电压低的那节电池内，以达到电量均衡，然而电池的电量与端电压并非线性关系，有很多因素都对电压产生干扰如，温度，内阻，极化效应，电池的新老程度等等，为了消除干扰，必须用各种传感器转换成电讯号，再用计算机进行运算处理，然后进行比较，端电压高者通过高频变换器转至较低的电池上去，从而实现了各电池间均衡。然而为此动用了计算机，高精度的传感器和高频变换器等设备，这些都是高科技的产物，可想而知，设备之复杂，成本之昂贵，维修之麻烦，凡此等等只能用于极其庞大的大功率设备上去，串接的电池愈多，均衡器的成本愈高，如电动汽车需用数百安时的电池多达百余节，其均衡器的成本估计须上千上万元。
蓄电池双功能保护器原理：（见图）
多节串接的电池组中，每节电池正负极两端都并联一套测压电路，放电时其中电量最少的那节电池的端电压最先降至10.75V，此时测压电路使IC的正输入端的电位高于负输入端，IC的输出端呈高电位，高电位经R去控制开关切断放电电流，电流切断后电池的端电压又自行回升，回升超过10.75V又开始放电，如此反复对电池造成极大的损害，为此特在开关内加入闭锁功能，一旦电流切断开关就被锁死，端电压回升再高也无电流流出，直至按动一按钮才能打开闭锁。电量最少的那节电池端电压降至10.75V电量还剩5%时，其他各节的电量肯定要多于5%。因此整组电池都不会有过放电的现象。
充电时随着电量的充入，端电压也随之上升当电压上升到14.85V时，电量已经充满。接在这节电池的测压电路同样也使IC的正输入端高于负输入端，IC的输出端呈高电位，经R去控制开关切断充电电流并锁死。因电量最少的那节电池最先充满，其他各节电池都未充满，欠充要产生不可逆的硫酸盐化等现象，造成电量减少，而电量最少的那节电池因已经充满，其电量损失要少于其他的各节电池。各电池的差异不是扩大而是缩小，最后缩至相等。均衡问题完全消失。
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