可自動穩壓的電容電池的製作方法

2023-05-16 06:24:41

專利名稱：可自動穩壓的電容電池的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電容電池。
背景技術：
隨著人們生活水平的提高，電動車以其輕便快捷的優勢越來越受到人們的青睞， 但是電動車在帶給人們方便快捷的同時，也帶來了環保問題。現有電動車電池一般均採用鉛汞電池，在使用一段時間或達到一定充電次數時就不能再使用了，而報廢電池內的鉛和汞極易造成環境汙染，使土地喪失生長能力；為了解決上述鉛汞電池所存在的問題，專利號為ZL201020206898. 5，申請日為2010年05月觀日，實用新型名稱為《電容電池》的中國實用新型專利公開了一種電容電池，其雖然克服了傳統鉛汞電池存在上述問題，但是其還存在著在外部負載電阻及電壓發生變化時，不能迅速地調節穩壓電阻來提供穩定的電壓供給的問題。

實用新型內容本實用新型為了解決現有電容電池在外部負載電阻及電壓發生變化時，不能迅速地調節穩壓電阻來提供穩定的電壓供給的問題；而提出的可自動穩壓的電容電池。可自動穩壓的電容電池，它包括外殼、多組電容器、直流充電插座、直流供電插座、 正極接線柱和負極接線柱；多組電容器、正極接線柱和負極接線柱均固定裝設在外殼內部； 所述多組電容器並聯連接，所述多組電容器並排固定在外殼內，所述多組電容器的正極板同時與正極接線柱相連，所述多組電容器的負極板同時與負極接線柱相連，直流充電插座的正極連接線和負極連接線分別與正極接線柱和負極接線柱相連；直流供電插座的正極連接線和負極連接線分別與正極接線柱和負極接線柱相連；所述直流充電插座和直流供電插座分別嵌裝在外殼的同一側面上；它還包括可自動穩壓的輸出穩壓組件；所述可自動穩壓的輸出穩壓組件裝設在外殼內部；所述可自動穩壓的輸出穩壓組件由圓拱形永磁鐵、磁電線圈、轉軸、兩個遊絲、平衡錘、第一電感器、第二電感器、電阻模塊、限流電阻、分壓電阻、閉鎖接觸式繼電器、晶間管、第一穩壓二極體、第二穩壓二極體、二極體、幹簧繼電器、第一遊絲接線柱、導電金屬動滑片、導電金屬定觸片和第二遊絲接線柱組成；轉軸通過兩端的軸承與兩端的支架轉動連接，所述支架固定在外殼底面的上表面上，磁電線圈固定裝設在轉軸的一端，兩個遊絲分別固定裝設在轉軸的兩端，所述兩個遊絲的一端與轉軸固定連接，所述兩個遊絲的另一端分別與第一遊絲接線柱和第二遊絲接線柱固定連接；第一遊絲接線柱和第二遊絲接線柱固定裝設在外殼底面的上表面上；導電金屬動滑片固定裝設在轉軸的中部；轉軸貫穿裝設在磁電線圈的體中心線處，圓拱形永磁鐵固定裝設在外殼底面的上表面上，磁電線圈位於圓拱形永磁鐵的中心空隙處，導電金屬定觸片固定裝設在支架上，導電金屬定觸片的一端與正極接線柱相連，導電金屬定觸片的另一端與導電金屬動滑片接觸連接，導電金屬動滑片的觸點與電阻模塊接觸連接，電阻模塊固定裝設在支架上，平衡錘固定裝設在轉軸上，平衡錘位於遊絲和導電金屬動滑片之間，所述電阻模塊的另一端同時與閉鎖接觸式繼電器的第一觸點、閉鎖接觸式繼電器的第二觸點和幹簧繼電器的第一對觸點中的一個觸點相連，幹簧繼電器的第一對觸點中的另一個觸點同時與第二電感器的一端和磁電線圈的正相電壓輸入端相連，第二電感器的另一端與限流電阻的一端相連，限流電阻的另一端與晶閘管的柵極相連，晶閘管的陰極同時與第一電感器的一端和負極接線柱的負相電壓輸出端相連；第一電感器的另一端同時與晶閘管的陽極、幹簧繼電器的第三對觸點中的一個觸點、分壓電阻的一端相連；幹簧繼電器的第三對觸點中的另一個觸點同時與幹簧繼電器的第二對觸點中的一個觸點、二極體的陽極和直流供電插座的負極連接線相連；分壓電阻的另一端同時與二極體的陰極和第二穩壓二極體的陽極相連；第二穩壓二極體的陰極與磁電線圈的負相電壓輸入端相連，幹簧繼電器的第二對觸點中的另一個觸點與第一穩壓二極體的陽極相連；第一穩壓二極體的陰極與閉鎖接觸式繼電器的第四觸點相連；所述閉鎖接觸式繼電器的第三觸點與直流供電插座的正極連接線相連。本實用新型能夠提供穩定的負載供電電壓，可自動穩壓的輸出穩壓組件在外部負載電阻及電壓發生變化時，能夠迅速地調節穩壓電阻來提供穩定的電壓供給；本實用新型採用電容器1來進行電池充、放電操作，避免了由於電池內部電解質洩露而引起的環境汙染。本實用新型可廣泛適用於對各種電動車供電及各種需要穩定供電的場合。

圖1為本實用新型的結構示意圖； 圖2為圖1的A-A局部放大圖3為可自動穩壓的輸出穩壓組件的電路原理圖； 圖4為充電狀態下多組電容器1的結構示意圖； 圖5為存儲和放電狀態下多組電容器1的結構示意圖。
具體實施方式
具體實施方式
一結合圖1、圖2、圖3說明本實施方式，本實施方式包括外殼、多組電容器1、直流充電插座2、直流供電插座9、正極接線柱20和負極接線柱21 ；多組電容器 1、正極接線柱20和負極接線柱21均固定裝設在外殼內部；所述多組電容器1並聯連接， 所述多組電容器1並排固定在外殼內，所述多組電容器1的正極板同時與正極接線柱20相連，所述多組電容器1的負極板同時與負極接線柱21相連，直流充電插座2的正極連接線和負極連接線分別與正極接線柱20和負極接線柱21相連；直流供電插座9的正極連接線和負極連接線分別與正極接線柱20和負極接線柱21相連；所述直流充電插座2和直流供電插座9分別嵌裝在外殼的同一側面上；它還包括可自動穩壓的輸出穩壓組件；所述可自動穩壓的輸出穩壓組件裝設在外殼內部；所述可自動穩壓的輸出穩壓組件由圓拱形永磁鐵 3、磁電線圈A、轉軸6、兩個遊絲7、平衡錘8、第一電感器Li、第二電感器L2、電阻模塊R1、限流電阻R2、分壓電阻R3、閉鎖接觸式繼電器KL、晶閘管VS、第一穩壓二極體UR、第二穩壓二極體CE、二極體CW、幹簧繼電器KR、第一遊絲接線柱16、導電金屬動滑片18、導電金屬定觸片19和第二遊絲接線柱23組成；轉軸6通過兩端的軸承與兩端的支架轉動連接，所述支架固定在外殼底面的上表面上，磁電線圈A固定裝設在轉軸6的一端，兩個遊絲7分別固定裝設在轉軸6的兩端，所述兩個遊絲7的一端與轉軸6固定連接，所述兩個遊絲7的另一端分別與第一遊絲接線柱 16和第二遊絲接線柱23固定連接；第一遊絲接線柱16和第二遊絲接線柱23固定裝設在外殼底面的上表面上；導電金屬動滑片18固定裝設在轉軸6的中部；轉軸6貫穿裝設在磁電線圈A的體中心線處，圓拱形永磁鐵3固定裝設在外殼底面的上表面上，磁電線圈A位於圓拱形永磁鐵3的中心空隙處，導電金屬定觸片19固定裝設在支架上，導電金屬定觸片19的一端與正極接線柱20相連，導電金屬定觸片19的另一端與導電金屬動滑片18接觸連接， 導電金屬動滑片18的觸點與電阻模塊Rl接觸連接，電阻模塊Rl固定裝設在支架上，平衡錘8固定裝設在轉軸6上，平衡錘8位於遊絲7和導電金屬動滑片18之間，所述電阻模塊Rl的另一端同時與閉鎖接觸式繼電器KL的第一觸點、閉鎖接觸式繼電器KL的第二觸點和幹簧繼電器KR的第一對觸點中的一個觸點相連，幹簧繼電器KR的第一對觸點中的另一個觸點同時與第二電感器L2的一端和磁電線圈A的正相電壓輸入端相連，第二電感器L2的另一端與限流電阻R2的一端相連，限流電阻R2的另一端與晶閘管VS的柵極相連，晶閘管VS的陰極同時與第一電感器Ll的一端和負極接線柱21的負相電壓輸出端相連；第一電感器Ll的另一端同時與晶閘管VS的陽極、幹簧繼電器KR的第三對觸點中的一個觸點、分壓電阻R3的一端相連；幹簧繼電器KR的第三對觸點中的另一個觸點同時與幹簧繼電器KR的第二對觸點中的一個觸點、二極體CW的陽極和直流供電插座9的負極連接線相連；分壓電阻R3的另一端同時與二極體CW的陰極和第二穩壓二極體CE的陽極相連； 第二穩壓二極體CE的陰極與磁電線圈A的負相電壓輸入端相連，幹簧繼電器KR的第二對觸點中的另一個觸點與第一穩壓二極體UR的陽極相連； 第一穩壓二極體UR的陰極與閉鎖接觸式繼電器KL的第四觸點相連；所述閉鎖接觸式繼電器KL的第三觸點與直流供電插座9的正極連接線相連。
具體實施方式
二 結合圖4、圖5說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
一不同點在於所述多組電容器1並排裝設在固定支架上，所述固定支架由下框4-1、活動上框 4-2、兩個支撐彈簧4-3、兩根可伸縮支撐杆4-4和兩個電磁鐵4-5組成；所述每組電容器1 的正極板與固定支架的下框4-1固定連接，每組電容器1的負極板與固定支架的活動上框 4-2固定連接，兩個電磁鐵4-5分別固定裝設在下框4-1的上表面上，兩個電磁鐵4-5分別位於下框4-1的兩端；所述兩根可伸縮支撐杆4-4的一端分別固定在一個電磁鐵4-5的上表面上，所述兩根可伸縮支撐杆4-4的另一端分別固定在活動上框4-2的兩端；所述兩個支撐彈簧4-3分別套設在兩根可伸縮支撐杆4-4上。其它組成和連接方式與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三結合圖1說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
一或二不同點在於它還增加了氣壓安全閥22，氣壓安全閥22嵌裝在外殼(1)上。其他組成和連接方式與具體實施方式
四相同。氣壓安全閥22的作用是當電容器1內部短路造成氣壓過高時平衡電容電池內部與外部氣壓，防止電容電池內部氣壓過高，發生爆炸。本實用新型的工作過程通過直流充電插座2與外部直流電源相連實現對本電池的充電操作；待電池充滿電後即可斷開外部直流電源。電池向外部負載供電時，與多組電容器正、負極板相連的正極接線柱20和負極接線柱21通過電阻模塊R1、外部負載、閉鎖接觸式繼電器KL的常閉觸點和幹簧繼電器KR的線圈以及和幹簧繼電器KR線圈相併聯的二極體CW和分壓電阻R3經第一電感器Ll構成一個電流迴路。所述電阻模塊Rl初始阻值為零。在開始供電的瞬間，由於第一電感器Ll的作用，所述電流迴路中的電流緩慢增大，不會由於瞬間大電流造成電器元件燒毀；當電流迴路中的電流達到5mA至IOOOmA時，幹簧繼電器KR的另兩組常開觸點閉合，當負載電壓達到預先設定的標準值時，穩壓二極體CE被擊穿，這時與負載、二極體CW相併聯的第二穩壓二極體CE和磁電線圈A導通，由於此電路也和第一電感器Ll串聯，所以電壓不會迅速增大燒毀原件。磁電線圈A導通後，磁電線圈A裝設在圓拱形永磁鐵3的中心空隙處，磁電線圈A導通後，由於圓拱形永磁鐵3的磁場作用，磁電線圈A帶動轉軸6發生轉動，轉軸6同時帶動導電金屬動滑片18和遊絲7轉動，導電金屬動滑片18的觸頭從電阻模塊Rl初始阻值位置向高阻值位置移動；所述電流迴路中的電阻增加，供電電壓降低；上述操作是為了防止電容電池在開始供電時，電容器1的供電電壓過高，造成外部負載燒毀；當磁電線圈A不再轉動與遊絲7的扭矩力達到平衡時，晶閘管VS經第二電感器L2和限流電阻R2觸發電路導通本申請所述電容電池開始向外部負載供電；在放電一段時間後，電容器 1的供電電壓下降或負載發生變化時，負載兩端的電壓也會產生大小變化，這時由於與其並聯的第二穩壓二極體CE的動態電阻發生大小變化，從而使磁電線圈A內的電流產生大小變化並使電阻模塊1發生增大或減小來達到維持負載電壓穩定的目的。分壓電阻R3的作用是使幹簧繼電器KR分得一定的工作電壓；二極體CW的作用是在負載電源關閉時防止支路電流流入幹簧繼電器KR線圈使電路不能關斷。第一穩壓二極體UR和閉鎖接觸式繼電器KL的作用是對外部負載進行超壓保護， 當所述電容電池內部某個部件失靈或發生意外情況，導致對外部負載供電電壓過高時，第一穩壓二極體UR觸發導通，閉鎖接觸式繼電器KL導通，將常閉觸點斷開，使外部負載供電電路斷開。在晶閘管VS未觸發導通前，雖然電容器1輸出電壓很高，但是由於電感器L的作用，第一穩壓二極體UR不會獲得導通電壓，防止第一穩壓二極體UR發生誤操作，本申請所述電容電池具有輕便，充電速度快，對外部負載的供電電壓穩定的優點，它還具有使用壽命長，負載發生變化時仍能獲得穩定電壓，可做到幾伏到上千伏等不同型號的低壓或高壓電池，各電池之間可以相互補電。本實用新型的相關技術參數例如製作一個輸出電壓為220V，充電電壓320V，容量為50A祁h的電池，選擇耐壓為420V，容量為9200F的電容器1，所述電容器1容量的計算公式Q = I*t = C*U導出C =It/U，由於電池的容量大概等於電容器1放掉的IOOV的電荷量，得出C = 50A*5*3600秒 /IOOV = 9000F，再考慮不經過負載的磁電線圈A和晶閘管VS柵極那部分電流，得出電容器 1的容量為92OOF ；電池效率通過公式P = 220 (1-Iffl)/3201,6 X 100% +100% /2得出電池效率大概為80% ；晶閘管VS選用通態電流250A，斷態峰值電壓1000V，觸發電壓為0. 2V 的晶閘管；二極體CW選用電流250A，反向工作電壓為1000V的二極體；第一穩壓二極體UR 選用反向擊穿電壓為225V的穩壓二極體；電阻模塊Rl的取值，首先確定KR的正常工作電流Ikk ；由於限定電阻模塊Rl只能分得100V電壓，由歐姆定律得出Rl = 100V/IKEmin ；磁電線圈A的反應速度在1秒之內且和第一電感器Ll和第二電感器L2相匹配；第二穩壓二極體CE的反向擊穿電壓為220V減去磁電線圈A獲得的額定電壓；限流電阻R2、分壓電阻R3、閉鎖接觸式繼電器KL、幹簧繼電器KR根據實際情況選定。 以上內容是結合具體的優選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限於這些說明。對於本所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於本實用新型所提交的權利要求書確定的專利保護範圍。
權利要求1.可自動穩壓的電容電池，它包括外殼、多組電容器(1)、直流充電插座(2)、直流供電插座(9)、正極接線柱(20)和負極接線柱；多組電容器(1)、正極接線柱(20)和負極接線柱均固定裝設在外殼內部；所述多組電容器(1)並聯連接，所述多組電容器(1) 並排固定在外殼內，所述多組電容器(1)的正極板同時與正極接線柱(20)相連，所述多組電容器(1)的負極板同時與負極接線柱相連，直流充電插座(2)的正極連接線和負極連接線分別與正極接線柱(20)和負極接線柱相連；直流供電插座(9)的正極連接線和負極連接線分別與正極接線柱(20)和負極接線柱相連；所述直流充電插座(2)和直流供電插座(9)分別嵌裝在外殼的同一側面上；其特徵在於它還包括可自動穩壓的輸出穩壓組件；所述可自動穩壓的輸出穩壓組件裝設在外殼內部；所述可自動穩壓的輸出穩壓組件由圓拱形永磁鐵(3)、磁電線圈(A)、轉軸 (6)、兩個遊絲(7)、平衡錘(8)、第一電感器(Li)、第二電感器(L2)、電阻模塊(R1)、限流電阻(R2)、分壓電阻(R3)、閉鎖接觸式繼電器(KL)、晶閘管(VS)、第一穩壓二極體(UR)、第二穩壓二極體(CE)、二極體(CW)、幹簧繼電器(KR)、第一遊絲接線柱(16)、導電金屬動滑片 (18)、導電金屬定觸片(19)和第二遊絲接線柱組成；轉軸(6)通過兩端的軸承與兩端的支架轉動連接，所述支架固定在外殼底面的上表面上，磁電線圈(A)固定裝設在轉軸 (6)的一端，兩個遊絲(7)分別固定裝設在轉軸(6)的兩端，所述兩個遊絲(7)的一端與轉軸(6)固定連接，所述兩個遊絲(7)的另一端分別與第一遊絲接線柱(16)和第二遊絲接線柱固定連接；第一遊絲接線柱(16)和第二遊絲接線柱固定裝設在外殼底面的上表面上；導電金屬動滑片(18)固定裝設在轉軸(6)的中部；轉軸(6)貫穿裝設在磁電線圈(A)的體中心線處，圓拱形永磁鐵(3)固定裝設在外殼底面的上表面上，磁電線圈(A)位於圓拱形永磁鐵(3)的中心空隙處，導電金屬定觸片(19)固定裝設在支架上，導電金屬定觸片(19)的一端與正極接線柱(20)相連，導電金屬定觸片(19)的另一端與導電金屬動滑片(18)接觸連接，導電金屬動滑片(18)的觸點與電阻模塊(Rl)接觸連接，電阻模塊(Rl) 固定裝設在支架上，平衡錘⑶固定裝設在轉軸(6)上，平衡錘⑶位於遊絲(7)和導電金屬動滑片(18)之間，所述電阻模塊(Rl)的另一端同時與閉鎖接觸式繼電器(KL)的第一觸點、閉鎖接觸式繼電器(KL)的第二觸點和幹簧繼電器(KR)的第一對觸點中的一個觸點相連，幹簧繼電器(KR)的第一對觸點中的另一個觸點同時與第二電感器(L2)的一端和磁電線圈㈧的正相電壓輸入端相連，第二電感器(L2)的另一端與限流電阻(R2)的一端相連， 限流電阻(R2)的另一端與晶閘管(VS)的柵極相連，晶閘管(VS)的陰極同時與第一電感器(Li)的一端和負極接線柱的負相電壓輸出端相連；第一電感器(Li)的另一端同時與晶閘管(VS)的陽極、幹簧繼電器(KR)的第三對觸點中的一個觸點、分壓電阻(R3)的一端相連；幹簧繼電器(KR)的第三對觸點中的另一個觸點同時與幹簧繼電器(KR)的第二對觸點中的一個觸點、二極體(CW)的陽極和直流供電插座(9)的負極連接線相連；分壓電阻 (R3)的另一端同時與二極體(CW)的陰極和第二穩壓二極體(CE)的陽極相連；第二穩壓二極體(CE)的陰極與磁電線圈(A)的負相電壓輸入端相連，幹簧繼電器(KR)的第二對觸點中的另一個觸點與第一穩壓二極體(UR)的陽極相連；第一穩壓二極體(UR)的陰極與閉鎖接觸式繼電器(KL)的第四觸點相連；所述閉鎖接觸式繼電器(KL)的第三觸點與直流供電插座(9)的正極連接線相連。
2.根據權利要求1所述的電容電池，其特徵在於所述多組電容器(1)並排裝設在固定支架上，所述固定支架由下框G-1)、活動上框G-2)、兩個支撐彈簧G-3)、兩根可伸縮支撐杆(4-4)和兩個電磁鐵(4- 組成；所述每組電容器(1)的正極板與固定支架的下框 (4-1)固定連接，每組電容器(1)的負極板與固定支架的活動上框G-2)固定連接，兩個電磁鐵(4- 分別固定裝設在下框的上表面上，兩個電磁鐵(4- 分別位於下框(4-1) 的兩端；所述兩根可伸縮支撐杆(4-4)的一端分別固定在一個電磁鐵(4- 的上表面上，所述兩根可伸縮支撐杆G-4)的另一端分別固定在活動上框G-2)的兩端；所述兩個支撐彈簧(4- 分別套設在兩根可伸縮支撐杆(4-4)上。
3.根據權利要求1或2所述的電容電池，其特徵在於它還包括氣壓安全閥02)；氣壓安全閥02)嵌裝在外殼上。
專利摘要可自動穩壓的電容電池，它涉及一種電池。它為解決現有電容電池在外部負載電阻及電壓發生變化時，不能迅速地調節穩壓電阻來提供穩定的電壓供給的問題而提出。多組電容器、正極接線柱和負極接線柱均固定裝設在外殼內部；多組電容器並聯連接，多組電容器並排固定在外殼內，多組電容器的正極板同時與正極接線柱相連，多組電容器的負極板同時與負極接線柱相連，直流充電插座的正極連接線和負極連接線分別與正極接線柱和負極接線柱相連；直流供電插座的正極連接線和負極連接線分別與正極接線柱和負極接線柱相連。本實用新型能夠提供穩定的負載供電電壓。本實用新型可廣泛適用於對各種電動車供電及各種需要蓄電池供電的場合。
文檔編號H01M10/44GK201946713SQ201120089040
公開日2011年8月24日 申請日期2011年3月30日 優先權日2011年3月30日
發明者佘景發 申請人:佘景發