[发明专利]中心抽头的电池组及使用该电池组的电力分配系统

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种电池组和使用电池组的电力分配系统。更具体而言，本发明涉及一种用在压强变化的环境中的电池组。

【背景技术】

电池组被用在巨量种类的应用中。通常的电池组包括排布在外壳中的多个电池。在电性连接到电池的外壳上配有正极端子和接地端子。接地端子提供地电压或零电压，而正极端子提供相对于地的正电压。接地端子和正极端子之间的差为给定应用提供期望的相对电压。

帕邢定律(Paschen Law)规定，在电压端子之间发生击穿所需的电压随压强降低而降低。因此，用在低压强环境中的电池组可能易发生击穿或短路。

【发明内容】

用于电力分配系统的电池组包括具有正极端子和负极端子的电池组件，所述正极端子和负极端子一起提供电池组相对直流电压。中性抽头被电性连接到电池组件的正极端子和负极端子之间，从而将电压分成正电压和负电压。正极端子处于比中性抽头高的正直流电压。负极端子处于比中性抽头低的负直流电压。电池组相对直流电压大于在中性抽头与各正直流电压和负直流电压之间的各相对电压。

本发明公开一种包括上述电池组的电力分配系统。中性抽头被接地。电气部件被电性连接到电池组。开关可在打开和闭合位置之间运动以选择性地将正极端子和负极端子中的至少一个电性连接到电池组件上。开关装置被联接到开关并与控制器通信。

本发明公开了由电池组供给直流电压的一种方法。电池组提供对应于某一电压的正极端子和负极端子。电池组在正极端子和负极端子之间被中心抽头以提供对应于接地点的中性端子。该电压对应于正极端子和负极端子之间的相对电压。

本发明的这些和其他特征可由以下的说明和附图得到最好的理解，以下为简要描述。

【附图说明】

图1为根据本发明的中心抽头电池组的示意图。

图2为使用显示于图1中的中心抽头电池组的电力分配系统的示意图。

【具体实施方式】

图1示意地描述了根据一个公开实例的中心抽头电池组10。电池组10包括中性或接地端子12以及正极端子14和负极端子16。正极端子14和负极端子16之间的相对电压对应于期望的直流电压。正极端子14处于比中性端子或抽头12高的电压，而负极端子16处于比中性端子12低的电压。

在一个实例中，从正极端子14和负极端子16的每个到地的电位为直接在正极端子和负极端子之间的相对电压的一半。例如，正极端子14和负极端子16之间的相对电压约为270伏特(直流)。那么，本实例中正极端子处于135伏特(直流)而负极端子处于-135伏特(直流)。

所公开的电池组降低了由于帕邢定律引起的可能在降低的压强下发生电晕放电和/或击穿的可能性。电池组在其周围环境中可能暴露于降低的压强的应用例如有飞机、气球、运载火箭、航空航天应用以及类似的地到空应用。

电池组10被图解于图2中的电力分配系统17的实例中。电池组10包括电池组外壳18，接地于24，电池组外壳18容纳第一电池组件20和第二电池组件22。本实例中，第一电池组件20和第二电池组件22中的每个均包括多个电池26，每个电池26均包括正极侧28和负极侧30。第一电池组件20的负极侧30被电性连接到中心抽头的连接32。第二电池组件22的正极侧28被电性连接到中心抽头的连接32。中心抽头的连接32被电性连接到中性端子12。第一电池组件20的正极侧28被定向且电性地连接到正极端子14。第二电池组件22的负极侧被定向且电性地连接到负极端子16。

在一个实例中，开关38排布在第一电池组件20和第二电池组件22、中心抽头32与它们各自的正极端子14、负极端子16及中性端子12之间。开关装置40与开关38互相连接。控制器42与开关装置40通信。在一个实例中，控制器42被编程以命令开关装置40在打开和闭合位置之间致动开关38。例如，在运载火箭应用中，在发射顺序初期电池组位于地上且处于大约在海平面的第一压强下，此时电池组可以与处于闭合位置的开关38连接。当运载火箭穿过大气时，电池组10继续电性连接到负载。这样，在发射顺序期间，电池组置于其内的环境44遭受到大气中的第二压强，第二压强低于发射前的第一压强。在发生于上层大气(例如，80,000-90,000英尺(24-27公里))的低压强下，通常的电池组将由于压强相对于海平面压强的降低而易发生击穿。

在一个实例中，保险丝和/或滤波器46被电性连接在每个开关38及其各自的端子14、16之间。电导线48使电池组10与电气部件54互相电性连接。在一个实例中，电导线48包括具有固定件52的连接器50，固定件52用来把电导线48的端头固定到端子12、14、16上。