电池模块及串联电池模块的方法
【专利摘要】本发明公开了一种电池模块及串联电池模块的方法，主要内容为：电池模块通过与电池总线正端、电池总线负端和电池开机总线相连为外部模块和自身提供电源，包括：第一至第四二极管、第一开关、负载和电池组，以及第一至第六接口，所述电池组的负极通过第六接口与电池总线负端相连，并同时通过第四二极管与负载的负端相连，负载的负端通过第五接口与电池总线负端相连。由于在负载的负端和电池组的负极之间增加了具有反向截止特性的第四二极管，以及将负载的负端和电源总线负端之间增加了导线，使得多个电池模块串联时，各电池模块均仅从电池总线取电，各个电池模块的放电电流完全一致，避免了电池模块寿命的降低。
【专利说明】电池模块及串联电池模块的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及不间断电源(Uninterruptible Power Supply,UPS)【技术领域】,尤其涉及电池模块及串联电池模块的方法。
【背景技术】
[0002]目前，在模块化UPS设计中，往往配备了智能化的电池模块，该电池模块通过将自身内部的电池组的正负极相应的连接在电池总线正端、电池开机总线和电池总线负端向自身及外部模块提供电源，该电池模块的内部的结构示意图如图1所示。
[0003]在图1中，各二极管左或右的I表示二极管的阳极，2表示二极管的阴极，电池组的正极经由第一开关SI与电池总线正端相连，电池组的负极分别与电池总线负端和负载(包括控制芯片、驱动电路和检测电路等)的负端相连，同时电池组的正极经由第二开关S2和第一二极管Dl与电池开机总线相连，负载正端经第三二极管D3和电池开机总线相连，负载正端通过第二二极管D2与电池总线正端相连。
[0004]图1所示的电路的工作原理包括三个阶段，分别为:
[0005]第一阶段:S2闭合，SI断开，电池模块首先通过S2、Dl为电池开机总线提供系统初始化所需的能量(这个能量比较小，因此S2、D1的功率等级比较小)，为整个系统和电池模块自身的负载提供初始化所用的电源，待系统和电池模块初始化完毕之后，进入第二阶段，也即:准备开启主功率阶段。
[0006]第二阶段:S2闭合，SI闭合，电池模块向电池总线正端提供能量，电池总线为系统提供大功率的电源，待电池总线正端供电稳定之后，进入第三阶段。
[0007]第三阶段:S2断开，SI闭合，电池模块自身的负载完全由电池总线正端提供能量，至此系统开机完毕。
[0008]在上述图1所示的电路的基础上，若在需要将电池模块串联使用的场合，如果将现有的电池模块串联起 来使用，则如图2所示(图2中示例的是将两个如图1所示的电池模块串联)，在各个阶段中，电池模块I和电池模块2的负载的取电方式如表(I)所示:
[0009]
【权利要求】
1.一种电池模块，其特征在于，所述电池模块通过与外部的电池总线正端、电池总线负端和电池开机总线相连，为外部模块和自身的负载提供电源，包括:第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一开关、负载和电池组，以及，用于与电池总线正端相连的第一接口和第四接口、用于与电池开机总线相连的第二接口和第三接口、用于与电池总线负端相连的第五接口和第六接口，其中: 电池组的正极通过第一开关与第一接口相连； 电池组的正极通过第一二极管与第二接口相连，所述第一二极管的阳极与电池组的正极相连，第一二极管的阴极与第二接口相连； 电池组的负极与第六接口相连，并且通过第四二极管与负载的负端相连，所述第四二极管的阳极与负载的负端相连，第四二极管的阴极分别与电池组的负极和第六接口相连； 负载的正端通过第二二极管与第四接口相连，所述第二二极管的阳极与第四接口相连，第二二极管的阴极与负载的正端相连； 负载的正端通过第三二极管与第三接口相连，所述第三二极管的阳极与第三接口相连，第三二极管的阴极与负载的正端相连； 负载的负端与第五接口相连。
2.如权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述电池模块还包括:第二开关； 所述第二开关连接在电池组的正极与第一二极管之间。
3.如权利要求1或2所述的电池模块，其特征在于，所述电池模块还包括:第五二极管； 所述第五二极管的阳极与第一二极管的阴极相连，所述第五二极管的阴极与负载的正端相连。
4.如权利要求2所述的电池模块，其特征在于，所述第一开关为长闭型开关，所述第二开关为常开型开关。
5.一种电源装置，其特征在于，所述电源装置通过与外部的电池总线正端、电池总线负端和电池开机总线相连，为外部模块和自身的负载提供电源，包括N个如权利要求1-4任一所述的电池模块，所述N大于等于2 ;其中， 第一个电池模块的第一接口和第二接口分别与电池总线正端和电池开机总线相连；每一个电池模块第三接口、第四接口和第五接口分别与电池开机总线、电池总线正端和电池总线负端相连；第N个电池模块的第六接口与电池总线负端相连； 除第N个电池模块外，每一电池模块的第六接口与与其串联的下一个电池模块的第一接口和第二接口相连。
6.一种电源装置，其特征在于，所述电源装置通过与外部的电池总线正端、电池总线负端和电池开机总线相连，为外部模块和自身的负载提供电源，包括一个现有电池模块和N-1个如权利要求1-4任一所述的电池模块，所述现有电池模块包括权利要求1所述的电池模块中除第五接口和第四二极管外的所有器件，并且该现有电池模块的器件间的连接关系与权利要求1中的电池模块中的器件的连接关系相同，其中: 第一个电池模块的第一接口和第二接口分别与电池总线正端和电池开机总线相连；每一个电池模块的第三接口、第四接口和第五接口分别与电池开机总线、电池总线正端和电池总线负端相连；所述现有电池模块的第三接口、第四接口和第六接口分别与电池开机总线、电池总线正端和电池总线负端相连； 除第N-1个电池模块外，每一电池模块的第六接口与与其串联的下一个电池模块的第一接口和第二接口相连； 第N-1个电池模块通过自身的第六接口与所述现有电池模块的第一接口和第二接口相连。
7.一种应用于权利要求5中的电源装置的供电方法，其特征在于，所述方法包括: 在初始化阶段，电源装置中包含的各电池模块将电能通过第一电池模块的第二接口和最后一个电池模块的第六接口分别输出至电池开机总线和电池总线负端，所述各电池模块通过各自的第三接口和第五接口从电池开机总线和电池总线负端取电，外部模块从电池开机总线和电池总线负端取电； 在主功率开启阶段和稳定阶段，电源装置中包含的各电池模块中的第一开关均闭合，各电池模块将电能通过第一电池模块的第一接口和最后一个电池模块的第六接口分别输出至电池总线正端和电池总线负端，所述各电池模块通过各自的第四接口和第五接口从电池总线正端和电池总线负端取电,外部模块从电池总线正端和电池总线负端取电。
8.一种应用于权利要求6中的电源装置的供电方法，其特征在于，所述方法包括: 在初始化阶段，电源装置中包含的现有电池模块和各电池模块将电能通过第一电池模块的第二接口和现有电池模块的第六接口分别输出至电池开机总线和电池总线负端，所述各电池模块通过各 自的第三接口和第六接口从电池开机总线和电池总线负端取电； 在主功率开启阶段和稳定阶段，电源装置中包含的各电池模块中的第一开关均闭合，各电池模块将电能通过第一电池模块的第一接口和现有电池模块的第六接口分别输出至电池总线正端和电池总线负端，所述各电池模块通过各自的第四接口和第五接口从电池总线正端和电池总线负端取电，所述现有电池模块通过自身的第四接口和第六接口从电池总线正端和电池总线负端取电；外部模块从电池总线正端和电池总线负端取电。
【文档编号】H02J7/00GK104037819SQ201310069020
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2013年3月5日 优先权日:2013年3月5日
【发明者】卢军 申请人:力博特公司